شماره ركورد
33808
پديد آورنده
ريحانه غفوريان
عنوان
مطالعه عددي جريان لايه مرزي آشفته از روي ورق انعطاف پذير جفت شده با يك حفره
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مكانيك
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/07/16
استاد راهنما
دكتر سيد محمد هاشمي نژاد
استاد مشاور
ندارد
دانشكده
مهندسي مكانيك
چكيده
مطالعه و شناسايي تعاملات فشاري ناشي از جريان لايه مرزي آشفته سيال از روي يك حفره جفت شده با يك ورق نازك انعطاف پذير در سازههاي وسايل نقليه زميني، هوايي و دريايي بسيار ارزشمند است. در اين پايان نامه، برهمكنش آيروالاستيك مابين لايه مرزي و يك ورق انعطافپذير واقع در كف حفره از طريق شبيهسازيهاي عددي بررسي ميشود. در اين راستا، جريان آشفته دوبعدي سيال برمبناي معادلات ناوير-استوكس (NS) تراكم ناپذير به همراه معادلات بقاي اندازه حركت توصيف ميگردد، در حالي كه از مدل غيرخطي الاستيك براي مدلسازي ورق استفاده ميشود. تحليل ديناميك سيالات محاسباتي مسئله با بكارگيري بسته نرمافزاري نرم افزار كامسول انجام گرديده كه در آن معادلات ناوير-استوكس رينولدز- متوسط (RANS) جريان آشفته برمبناي مدل استاندارد توربولانسي SST حل ميشوند. اثرات پارامترهاي مختلف مسئله مانند نسبت طول به عرض حفره (نسبت منظري) و سرعت جريان آزاد ورودي بر تغييرات مكاني-زماني فشار آيروديناميكي و جابجايي و سرعت ورق بهطور خاص بررسي و در نهايت بهترين حالات براي برداشت انرژي و يا افزايش عمر خستگي گزارش شده اند. همچنين، روش عددي استفاده شده با مقايسه مطالعات عددي و تجربي موجود اعتبارسنجي شده اند. در نهايت، چشمانداز به كارگيري يك ورق هوشمند پيزوالكتريك دو ريختي به عنوان عملگر و يا حسگر در قالب يك سيستم كنترل فعال براي كاهش ضريب پسا و كنترل لايه مرزي و يا افزايش برداشت انرژي به عنوان موضوع هاي مطالعات آينده پيشنهاد ميشوند.
تاريخ ورود اطلاعات
1404/07/22
عنوان به انگليسي
Numerical study of turbulent boundary layer flow over a flexible plate coupled with a 2D cavity
تاريخ بهره برداري
10/8/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
ريحانه غفوريان
چكيده به لاتين
The study and identification of pressure interactions induced by the turbulent boundary layer flow over a cavity coupled with a thin flexible plate is of significant importance in the structures of land, air, and marine vehicles. In this thesis, the aeroelastic interaction between the boundary layer and a compliant plate located at the cavity floor is investigated through numerical simulations. In this regard, the two-dimensional turbulent flow is described by the incompressible Navier–Stokes (NS) equations along with the conservation of momentum equations, while the nonlinear elastic model is employed to represent the plate dynamics. The computational fluid dynamics (CFD) analysis is conducted using the COMSOL software package, in which the Reynolds-Averaged Navier–Stokes (RANS) equations for turbulent flow are solved based on the standard Shear Stress Transport (SST) turbulence model. The effects of key parameters such as the cavity aspect ratio (length-to-depth ratio) and the incoming free-stream velocity on the spatio-temporal variations of aerodynamic pressure, plate displacement, and plate velocity are systematically investigated. The optimal configurations for either energy harvesting or fatigue life enhancement are subsequently reported. Furthermore, the proposed numerical methodology is validated against available numerical and experimental studies. Finally, the potential application of a piezoelectric bimorph smart plate, functioning either as an actuator or a sensor within an active control framework, is proposed for future studies with the aims of drag reduction, boundary layer control, or improved energy harvesting.
كليدواژه هاي فارسي
جريان حفره باز , ورق انعطافپذير , لايه مرزي آشفته , شبيه سازي تعامل آيروالاستيك چند ميداني , برداشت انرژي آيروالاستيك , كنترل لايه مرزي
كليدواژه هاي لاتين
Open-cavity flow , Elastic plate , Turbulent boundary layer , Fluid solid interaction simulation (FSI) , Aeroelastic energy harvesting , Boundary layer control
Author
Rayhaneh Ghafourian
SuperVisor
Seyed Mohammad Hashemi Nejad