پديد آورنده :
قائليان، سينا
عنوان :
بررسي تجربي جريان عبوري حول يك سيلندر مربعي متصل به ديوار براي نسبت هاي منظري متفاوت
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
چهارده، ۱۰۶ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
احمد سوهانكار
استاد مشاور :
مهدي نيلي احمدآبادي
توصيفگر ها :
سيلندر سه بعدي , نسبت منظري , تونل باد , سرعت سنج سيم داغ , ساختار گردابه , ضريب فشار , ضريب دراگ , عدد استروهال
استاد داور :
احمد رضا پيشه ور، محسن دوازده امامي
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/07/08
چكيده فارسي :
1 چكيده در اين پژوهش جريان حول تك سيلندر سه بعدي متصل به ديواره با مقطع مربعي براي نسبت منظريهااي 2 4 6 و 8 بصورت تجربي در تونل باد و دود بررسي شده است از تونل دود به منظور آشكارسازي ساختار جريان و الگوي گردابههااي حول سيلندر استفاده شده است نتايج آشكارسازي جريان نشان داد با افزايش نسبت منظري عرض ويك وتاا حادودي زاوياه جدايش افزايش مييابد همچنين مشخص شد عدد استروهال بدست آمده از تحليل تصااوير آشكارساازي در عادد رينولادز 1112 با افزايش نسبت منظري افزايش مييابد و مقادار آن باراي نسابتهااي منظاري 4 6 و 8 باه ترتياب 811 1 111 1 و 321 1 ميباشد با مشاهده الگو و ساختار گردابههاي عرضي1 و نوك2 مشخص شد در نسبت منظري 2 سااختارجريان متماايز از ساير نسبتهاي منظري ميباشد ريزش گردابههاي عرضي در اين نسبت منظري بسيار ضعيفتر از ساير نسبتهاي منظاري اتفاق ميافتد همچنين جريان شوينده پايين كه لبه جلويي سيلندر جدا ميشود در نسبتهااي منظاري 4 و 6 بالفاصاله پشات سيلندر پايين ميآيد و وارد ويك ميشود درحاليكه براي نسبت منظري 2 اين جريان شاوينده پاايين تاا پاايين دسات جرياان ادامه پيدا كرده و كمكم شروع به پايين آمدن ميكنند در آزمون ديگري با استفاده از تونل باد و جعبه فشاار ضارايب فشاار بروي سطوح سيلندرها اندازهگيري و به كمك آن ضريب درگ فشاري نيز محاسبه گردياد نتاايج نشاان داد كاه باا افازايش نسبت منظري بدليل افزايش قدرت گردابه ها در باال و پشت سيلندر ضرايب فشاري كاهش و نيروي درگ افازايش مايياباد تحليل فركانسي محاسبه عدد استروهال توزيع پروفيل سرعت متوسط و شدت اغتشاشات براي نسبتهاي منظاري 2 4 6 و 8 با استفاده از سرعت سنج سيم داغ3 يك بعدي در تونل باد انجام گرفت از نتايج بدسات آماده مشاخص شاد باراي تماامي نسبتهاي منظري در راستاي جريان و ارتفاع سيلندر يك فركانس ريزش گردابه وجود دارد همچناين نتاايج نشاان مايدهاد نسبت منظري ميزان سرعت متوسط و شدت اغتشاشات پشت سيلندر را تحت تاثير قرار ميدهد تحليل همزمان نتاايج حاصال از آشكارسازي جريان و سيم داغ نشان داد گردابههايي كه در انتهاي آزاد پشت سايلندر شاكل مايگيرناد باا كااهش نسابت منظري به سمت پايين دست جريان جريان حركت ميكنند وجريان شوينده پايين حاصل از اين گردايهها براي نسبت منظاري 2 در فاصلهايي معادل 7d پشت سيلندر به ديواره ميرسند در حاليكه براي ساير نسبتهاي منظري اين جريان تا ارتفاعي معادل نصف ارتفاع سيلندر پايين مي آيند در اين پژوهش همچنين مشاهده شد با كاهش نسبت منظاري سارعت در راساتاي جرياان افزايش مي يابد كه علت آن ناشي از افزايش ناحيه برگشتي جرياان در پشات سايلندر باا افازايش نسابت منظاري باوده اسات همچنين نتايج نشان داد عدد استروهال بدست آمده از سيم داغ در عدد رينولدز 11135 با تغيير نسابت منظاري تغييار چناداني ندارد و مقدار آن براي نسبتهاي منظري 2 4 6 و 8 بترتيب 311 1 5311 1 511 1 و 711 1 ميباشد كلمات كليدي سيلندر سه بعدي نسبت منظري تونل باد سرعت سانج سايم داغ سااختار گرداباه ضاريب فشاار ضاريب دراگ عدد استروهال 1 Spanwise Vorticies 2 Tip Vorticies 3 Hot Wire anemometry
چكيده انگليسي :
117 Experimental study of flow over a wall mounted square cylinder with various aspect ratios Sina Ghaelian s ghaelian@me iut ac ir Date of Submission June 24th 2018 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Dr Ahamd Sohankar asohankar@cc iut ac irAbstract In this study flow around a three dimensional wall mounted square cylinder with aspect ratios AR of2 4 6 and 8 has investigated experimentally using wind and smoke tunnels Smoke tunnel has been used inorder to visualize flow structure and vortex pattern around the cylinder at Re 2000 The visualizationresults showed that the wake width and separation angle increases with increasing the aspect ratio Inaddition it was found that Strouhal number obtained from visualization results increases as the aspect ratioincreases which was 0 108 0 119 and 0 123 for AR of 4 6 and 8 respectively Observation of flow patternand structure of spanwise and tip vortices showed that the cylinder with AR 2 has different flow structurethan those of AR 4 6 Spanwise vortex shedding at AR 2 is so weak than those of the other aspect ratios For AR 4 6 the downwash flow separated from free end leading edge descends immediately behind thecylinder while for AR 2 this downwash flow moves downstream and descends gradually Distribution ofpressure coefficients on the cylinder have been measured using wind tunnel and pressure box Based on themeasured pressure coefficients the pressure drag coefficient is determined Results showed that thepressure drag coefficient increases as the aspect ratio increases from 2 to 8 due to increasing the size andstrength of vortices behind the cylinder both near the wall and near the free end Strouhal number meanvelocity profile and turbulence intensity for AR 2 4 6 and 8 have been obtained based on the wind tunneldata using 1 D Hot wire anemometry One dominant vortex shedding frequency along the height of thecylinder is detected from results for all aspect ratios In addition the results showed that the aspect ratio of acylinder highly affects the mean velocity profile and turbulence intensity Simultaneous analysis ofvisualization and Hot wire results showed that the downwash flow reaches to the wall at 7d behind thecylinder at AR 2 where d is cylinder side For AR 4 6 and 8 the downwash flow descends to mid heightof cylinder It is found that the recirculation region grows for higher aspect ratios This causes thestreamwise velocity along the centerline at mid span of the cylinder increases as the aspect ratio decreases Strouhal number obtained from Hot wire anemometry at Re 53000 was almost the same about 0 105 forall aspect ratios employed Keywords Finite square cylinder aspect ratio wind tunnel hot wire anemometry vortex structure pressure coefficient pressure drag coefficient strouhal number
استاد راهنما :
احمد سوهانكار
استاد مشاور :
مهدي نيلي احمدآبادي
استاد داور :
احمد رضا پيشه ور، محسن دوازده امامي
