جلسه دفاع پیشرفت رساله دکتری ( پژوهش دوم ) از محمدرضا راستان

فارسی

موضوع: بررسی تجربی و عددی کنترل جریان عبوری از یک سازه سه بعدی به وسیله دمش و مکش
ارائه دهنده: محمدرضا راستان
استاد راهنما: دکتر احمد سوهان کار
استاد مشاور: دکتر ابراهیم شیرانی
استاد/ اساتید داور: دکتر محسن ثقفیان دکتر مهدی نیلی
چکیده:
برای بررسی رفتار جریان سه­بعدی حول سیلندر مربعی محدودِ واقع بر صفحه تخت با نسبت­های منظری 2، 4 و 7 در بازه عدد رینولدز 40- 250، از یک روشی عددی استفاده شده است. تعیین بازه­ای محدود برای عدد رینولدز متناظر با شروع ریزش گردابه در نسبت منظری 7 و همچنین بررسی اثر عدد رینولدز و نسبت منظری بر روی ساختار جریان ویک سیلندر و کمیت­های انتگرالی اهداف اصلی مرحله­ی نخست این تحقیق است. یافته­های تحقیق شروع ریزش گردابه را در بازه­ی عدد رینولدز 75-85 (در نسبت منظری 7) نشان می­دهد. همچنین نتایج تحقیق حاکی از آن است که تشدید ناپایداری­هایی که منجر به ظهور جریان گذار می­شود در بازه­ی عدد رینولدز 150-200 رخ می­دهد. علاوه بر نتایج فوق، اثر عدد رینولدز بر روی ویک متوسط بسیار قابل توجه است. به نحویکه تغییر الگوی جریان از حالت پایا به ناپایا، تغییر ویک از دوقطبی به شش قطبی و سپس به چهارقطبی را موجب می­شود. سپس اثر عدد رینولدز و تغییر دینامیک جریان ناشی از آن بر روی پارامترهای انتگرالی مورد ارزیابی و بحث قرار گرفته است. در ادامه­ی تحقیق  نسبت­های منظری 2، 4 و 7 در عدد رینولدز 250 در نظر گرفته شدند. بررسی­های صورت گرفته وجود دو نسبت منظری بحرانی را نشان می­دهد. به نحویکه نسبت منظری بحرانی اول بین 2 و 3 بوده و تغییر رژیم جریان از حالت پایا به ناپایا را موجب می­شود. همچنین در نسبت­ منظری 4 ساختارها حالتی گذار را تجربه می­کنند. بصورتیکه ویک در نزدیکی سیلندر شش قطبی بوده و در دوردست به چهار قطبی تغییر شکل می­دهد. این در حالی است که ساختار متوسط برای تمامی ناحیه ویک در نسبت­های منظری 2 و 7 به ترتیب دو و چهارقطبی هستند. در مرحله­ی بعد کنترل جریان ناپایای سه­بعدی حول سیلندر مربعی محدودِ واقع بر صفحه تخت در نسبت منظری 4 و عدد رینولدز 250 با اعمال مکش یا دمش یکنواخت از شیار واقع بر سطح جلویی سیلندر انجام شد. هدف این بخش تعیین حالت بهینه­ای از نرخ دمش و یا مکش است تا نیروهای آیرودینامیکی، نوسانات نیرویی روی سیلندر و فرکانس ریزش گردابه کاهش یابند. به این منظور بازه­ای از نرخ سرعت مکش (منفی) یا دمش (مثبت) نسبت به سرعت جریان آزاد (4 >  Г > 4-) در نظر گرفته شد. مشاهده شد که این روش کنترل جریان قادر است که نیروی پسا را بیش از 90 % کاهش دهد. همچنین با تحلیل نتایج انتگرالی و ساختارهای جریان، مکانیزم کاهش نیروی پسا بررسی شد و نرخ بهینه­ی سرعت جریان کنترلی (دمش و مکش) نسبت به سرعت جریان آزاد برابر با 2± تعیین شد. انحراف جت در 4 و 2 = Г  مشاهده شد و نشان داده شد که انحنای جت نقشی بسزایی در کاهش نیروی پسا دارد. پس از آن تاثیر نسبت منظری (2، 4 و 7) بر عملکرد روش کنترل جریان مورد بررسی قرار گرفت. با وجود تغییر در مقدار کاهش نیروی پسا و یا فرکانس ریزش گردابه، روش کنترلی همچنان عملکرد  مناسبی  از خود نشان می­دهد. لذا نسبت منظری در بازه­ی 2-7 پارامتری اثرگذار در بهره­وری روش کنترلی نیست. در مرحله­ی آخر تحقیق، عملکرد روش کنترل جریان اتخاذ شده بصورت آزمایشگاهی در نسبت منظری 7 و عددهای رینولدز 12000 و 22000 مطالعه شده است. در این بخش با طراحی دو آرایش مختلف از جت، تنها عملکرد دمش از سطح جلوی بررسی شد. نتایج کاهش چشمگیر نیروی پسا را نشان می­دهند. همچنین نتایج این بخش موید نتایج بدست آمده در بخش عددی تحقیق است.
کلید واژه: سیلندر مربعی محدود، شروع ریزش گردابه، جریان گذار، ویک دو و چهار قطبی، مطالعه­ی عددی و تجربی.

مکان: 

سمینار 1 دانشکده مهندسی مکانیک

تاریخ: 

دوشنبه, خرداد ۲۸, ۱۳۹۷ - ۱۴:۰۰

نوع رویداد: 

سمینار علمی

عکس: 

ارتقاء امنیت وب با وف بومی