19499

۱۹۴۹۹

تحليل ميدان جريان و انتقال گرماي توأمان حاصل از جت مصنوعي برخوردي در جريان عرضي

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي - ديناميك سيالات

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۶/۲۶

دكتر فرزاد بازديدي تهراني

مكانيك

جت مصنوعي فناوري نويني براي كاربردهاي متنوع صنعتي به شمار مي¬آيد كه به دليل اندازه كوچك و عدم نياز به منبع سيال خارجي موردتوجه محققان قرارگرفته است. هدف از پژوهش حاضر تحليل ميدان جريان و انتقال گرماي جت مصنوعي برخوردي در حضور جريان عرضي همراه با محرك نوساني است. در قسمت اول، تأثير جت مصنوعي برخوردي بر روي انتقال حرارت جابه¬جايي در يك صفحه¬ي دما ثابت به‌صورت عددي موردبررسي قرارگرفته است. مدل لزجت گردابه¬اي غيرخطي كرافت به دليل داشتن ترم¬هاي مربعي، ساختارهاي غير ايزوتوپي آشفته جريان را بهتر از مدل¬هاي خطي پيش¬بيني مي¬كند. نتايج با داده¬هاي آزمايشگاهي ارزيابي‌شده‌اند و نشان داده است كه مدل لزجت گردابه¬اي غيرخطي كرافت، ضريب انتقال حرارت جابه¬جايي را نسبت به مدل‌هاي SST/ k-ω و مدل v^2-f بيش‌تر پيش¬بيني مي¬كند درحالي‌كه با استفاده از مدل‌هاي SST/ k-ω و مدل v^2-f نتايج شبيه¬تري به نمونه¬¬ي آزمايشگاهي به‌دست‌آمده¬ است. پيش‌بيني بيشتر ضريب انتقال گرماي جابه‌جايي در مدل غيرخطي نسبت به مدل هاي SST/ k-ω و مدل v^2-f مي¬تواند ريشه در ماهيت غير¬خطي بودن آن و در نظر گرفتن برهمكنش‌هاي قوي‌تر و آشفتگي‌هاي غير¬خطي موجود در جريان آشفته حاصل از برخورد جت مصنوعي و جريان اصلي بوده، كه در مدل‌هاي SST/ k-ω و مدل v^2-f كم‌تر پيش‌بيني‌شده است. با توجه به نتايج به‌دست‌آمده انتظار مي‌رود كه شدت آشفتگي و نوسانات مربوط به آن در مدل لزجت گردابه¬اي غيرخطي كرافت بيش‌تر از دو مدل ديگر باشد. در قسمت دوم، تأثير فركانس¬هاي 8، 16 و 24 هرتز بر انتقال حرارت جابه¬جايي موردمطالعه قرارگرفته است. نتايج نشان داده است كه با افزايش فركانس، انتقال حرارت افزايش مي¬يابد. همچنين تأثير نسبت سرعت جريان عرضي به‌سرعت جت مصنوعي نيز موردبررسي قرارگرفته است. نتايج نشان مي¬دهد لزوماً با افزايش سرعت جريان عرضي ضريب انتقال حرارت افزايش نخواهد يافت، بلكه بيشترين انتقال حرارت در يك نسبت سرعت مشخص اتفاق مي¬افتد.

1397/07/23

Analysis of Heat Transfer and Flow Field of an Impinging Synthetic Jet in the Presence of a Cross-Flow

10/15/2018 12:00:00 AM

Synthetic jet is a new technology for diverse industrial applications, which has attracted researchers due to its small size and the lack of external source fluid. The purpose of this study is to analyze the field of flow and heat transfer of impinging synthetic jet in the presence of a cross-flow with oscillatory stimulant. In the first part, the effect of an impinging synthetic jet on heat transfer in a constant temperature plate is investigated numerically. The Craft non-linear eddy viscosity model, due to having square semiconductors, predicts turbulent non-isotopic structures better than linear models. The results are evaluated with laboratory data and has shown that the Craft non-linear eddy viscosity model predicts the heat transfer coefficient more than SST/ K-ω models and more v2-f model. However, using SST/ K-ω models and v2-f model, the results are more similar to experimental ones. The greater prediction of the local heat transfer coefficient in the nonlinear model compared to the SST/ K-ω models and the v2-f model can be rooted in its non-linear nature and considering stronger interactions and non-linear disturbances present in the flow, which is less predicted in the SST/ K-ω models and the v2-f model. According to the results, it is expected that the turbulence intensity and its oscillations in the Craft non-linear eddy viscosity model model are more than the other two models. In the second part, the effects of the frequencies 8, 16 and 24 Hz on heat transfer have been studied. The results show that heat transfer increases with increasing frequency. The effect of the cross flow velocity to synthetic jet ratio has also been studied. The results show that the heat transfer coefficient does not necessarily increase with the increase of the cross flow, but the highest heat transfer occurs in a specific speed ratio.