Turbulent Flow Computation

در شاخه‌های مختلف مکانیک سیالات، درک ما با وجود تلاطم مهار می‌شود. اگرچه بسیاری از مطالعات تجربی و نظری به طور قابل توجهی به افزایش درک فیزیکی ما کمک کرده اند، یک نظریه جامع و پیش بینی کننده جریان های آشفته هنوز ایجاد نشده است. بنابراین، پیش‌بینی جریان آشفته به شدت به استراتژی‌های شبیه‌سازی متکی است. توسعه روش های قابل اعتماد برای محاسبه جریان آشفته تأثیر قابل توجهی بر انواع پیشرفت های تکنولوژیکی خواهد داشت. این موارد از طراحی هواپیما و خودرو گرفته تا توربوماشین‌ها، احتراق‌ها و مهندسی فرآیند را شامل می‌شود. علاوه بر این، رویکردهای شبیه‌سازی در مواد مهم هستند - نشانه، پیش‌بینی جریان‌های بیولوژیکی مرتبط، و همچنین به طور قابل‌توجهی به درک فرآیندهای محیطی از جمله پیش‌بینی آب و هوا و آب و هوا کمک می‌کنند. مطالبی که در این کتاب گردآوری شده است، گزارشی منسجم از رویکردهای محاسباتی معاصر برای جریان های آشفته ارائه می دهد. هدف آن ارائه اطلاعاتی در مورد وضعیت فعلی هنر و همچنین تحریک مسیرهایی برای تحقیق و توسعه آینده است. این کتاب تاکید ویژه‌ای بر روش‌های محاسباتی برای جریان‌های آشفته تراکم‌ناپذیر و تراکم‌ناپذیر و همچنین روش‌هایی برای تجزیه و تحلیل و کمی کردن خطاهای عددی در محاسبات جریان آشفته دارد. علاوه بر این، رویکردهای مدل‌سازی آشفتگی را در زمینه شبیه‌سازی گردابی بزرگ ارائه می‌کند و چالش‌ها را در زمینه شبیه‌سازی برای جریان‌های چند فازی و دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)جریان‌های مهندسی در هندسه‌های پیچیده آشکار می‌کند. جدای از بررسی تحولات تحقیقاتی اصلی، مطالب جدید نیز در بسیاری از فصل ها گنجانده شده است.

In various branches of fluid mechanics, our understanding is inhibited by the presence of turbulence. Although many experimental and theoretical studies have significantly helped to increase our physical understanding, a comp- hensive and predictive theory of turbulent flows has not yet been established. Therefore, the prediction of turbulent flow relies heavily on simulation stra- gies. The development of reliable methods for turbulent flow computation will have a significant impact on a variety of technological advancements. These range from aircraft and car design, to turbomachinery, combustors, and process engineering. Moreover, simulation approaches are important in materials - sign, prediction of biologically relevant flows, and also significantly contribute to the understanding of environmental processes including weather and climate forecasting. The material that is compiled in this book presents a coherent account of contemporary computational approaches for turbulent flows. It aims to p- vide the reader with information about the current state of the art as well as to stimulate directions for future research and development. The book puts part- ular emphasis on computational methods for incompressible and compressible turbulent flows as well as on methods for analysing and quantifying nume- cal errors in turbulent flow computations. In addition, it presents turbulence modelling approaches in the context of large eddy simulation, and unfolds the challenges in the field of simulations for multiphase flows and computational fluid dynamics (CFD) of engineering flows in complex geometries. Apart from reviewing main research developments, new material is also included in many of the chapters.