11656

11656

ارتعاشات ناشي از جريان عدد رينولدز پايين از روي يك استوانه بيضوي

كارشناسي ارشد

مكانيك - تبديل انرژي

اسفند ماه 1391

اسفند ماه 1391

دكتر سيد محمد هاشمي نژاد

دكتر سيد مصطفي حسينعلي پور

چكيده در اين تحقيق، شبيه سازي عددي دو بعدي ارتعاش ناشي از جدايش گردابه ها از سطح استوانه هاي بيضوي صلب دو درجه آزادي تحت ساپورت هاي الاستيك، انجام شده است. استوانه مي‌تواند آزادانه در جهت جريان (جهت طولي) و در جهت عمود بر جريان (جهت عرضي) در ميدان جريان نوسان كند. جريان اطراف استوانه، آرام و در محدوده اعداد رينولدز 60 < Re < 200، در نظر گرفته شده است. اثرات پس بدنه در نسبت‌هاي هندسي 5/0، 0/1 (دايره) و 0/2 مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. فركانس طبيعي نوسانگر، ، در هر مورد به گونه اي انتخاب شده است كه با عدد استروهال جريان مربوطه در رينولدز ، حول استوانه ساكن، برابر باشد. گسسته سازي معادلات جريان، بر مبناي روش حجم محدود در نرم افزار تجاري فلوئنت، انجام شده است. براي كوپل كردن حركت استوانه با ميدان جريان از روش مش متحرك و يك كد به زبان C++ به عنوان تابع تعريف كاربر (UDF) در نرم افزار فلوئنت استفاده شده است. براي افزايش دقت و سرعت در شبيه سازي‌ها از روش گام جزيي با كاهش قابل توجه زمان شبيه سازي كه در آن هر گام زماني در يك تكرار حل شده، استفاده شده است. محاسبات در شبكه هايي با نسبت انسداد 5 درصد انجام شده و نتايج استوانه دايروي، تطابق خوبي با نتايج تجربي و عددي موجود نشان مي‌دهند. پديده تطابق فركانسي در پاسخ استوانه هاي با نسبت هندسي نيم و يك مشاهده شده در حالي كه رفتار هيسترزيس تنها براي استوانه دايروي وجود دارد. با افزايش نسبت هندسي در راستاي جريان و افزايش اثر پس بدنه، الگوي به هم پيوستگي مد هاي جدايش گردابه ها (مد C(2S)) كمتر شده به گونه اي كه در حالت استوانه با نسبت هندسي دو به طور كامل از بين مي‌رود. همچنين در اين نسبت هندسي تطابق فركانسي تنها در حالت نرم رخ مي‌دهد. استوانه ها در حالت تطابق فركانسي مسيري 8 گون مي‌پيمايند. واژه‌هاي كليدي: جدايش گردابه، استوانه بيضوي، روش حجم محدود، روش گام جزيي، تطابق فركانسي، هيسترزيس