2627

2627

تحليل كاهش درگ اصطكاكي به كمك ميكروحباب در جريان توربولانس

كارشناسي ارشد

1383

دكتر نوروز محمد نوري

06

افزايش سرعت اجسام غوطه ور در آب يك هدف بسيار مهم است كه باعث كاهش آلودگي آب و مصرف انرژي مي شود . لازمه افزايش سرعت ،كاهش اصطكاك پوسته اي است براي اين منظور روشهاي گوناگوني مانند پليمر و ريبلت كردن استفاده شده است روش ديگري كه اخيرا مورد استفاده قرار گرفته است تزريق ميكرو حباب روي سطح جسم غوطه ور است . اين روش داراي بازده بالا است و مسئله آلودگي محيط را نيز ندارد . در تحقيق پيش هدف مدلسازي اين پديده است . براي رسيدن به اين هدف يك سيال نيوتني غير قابل تراكم در نظر گرفته شده است و روش گردابه هاي تصادفي (RVM) براي حل جريان روي صفحه تخت دو بعدي و استوانه ساكن با مقطع دايره اي در فضاي بيكران استفاده شده است . روش گردابه هاي تصادفي بر اساس ارضاي شرط عدم لغزش روي ديواره به وسيله توليد ورتكس هاي صفحه اي روي ديواره مي باشد . نتايج (RVM)در نواحي دور از ديواره رضايتبخش است اما تنش برشي از دقت قابل قبولي برخوردار نمي باشد . در حاليكه مهم ترين پارامتري كه بايد محاسبه شود تنش برشي روي ديواره است . براي اين منظور مدل المان تماسي معرفي شده است . اين مدل بر اساس يك توزيع پيوسته ورتيسيتي در نزديك ديواره يا فرض داشتن پروفيل سرعت خطي در داخل المان تماسي مي باشد كه ورتيسيتي در داخل المان تماسي به وسيله ورتكس هاي حبابي گسسته شده است . نتايج اين مدل در نواحي نزديك و دور از ديواره قابل قبول است . در مرحله بعد مدلي براي اندركنش حباب معرفي شده است اين مدل شامل اثرات جريان و ساير حباب ها مي باشد . در مدل معرفي شده براي اعمال كردن اثر اندكنش ،دو ورتكس حبابي يا قدرت هاي مخالف در نقاط مشخصي قرار داده مي شوند . ديناميك ميكروحباب شامل نيورهاي درگ ،ليفت ، جرم اضافه شده ،گراديان فشار و شناوري مي باشد كه اين نيروها منجر به توليد دو ODE مي شوند كه با استفاده از رانگ كوتاي مرتبه چهارقايل حل مي باشد . اثر تزريق ميكروحباب روي بعضي از ويژگي هاي جريان مانند پروفيل سرعت ،تنش برشي ،ضخامت لايه مرزي ،و ويسكوزيته موثر با تزريق 120 حباب به داخل جريان بررسي شده است .