پديد آورنده :
شهبازي ، حسين
عنوان :
بررسي عددي جريان سيال و انتقال حرارت عبوري از سيلندرهاي مستطيلي با طول محدود متصل به ديوار با استفاده از شبيه سازي اِدي هاي بزرگ
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
هفده، 124ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
احمد سوهانكار
استاد مشاور :
محمود اشرفي زاده
توصيفگر ها :
سيلندر مستطيلي محدود متصل به كف , سيلندر مستطيلي نامحدود , شبيه سازي عددي دو و سه بعدي , نسبت منظري , جريان آشفته , شبيه سازي ادي هاي بزرگ , انتقال حرارت , ريزش گردابه
استاد داور :
احمدرضا پيشه ور، مهدي نيلي احمدآبادي
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/04/29
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/04/29
چكيده فارسي :
چکیده جريان حول سیلندرها دارای کاربردهای زيادی است که شامل جريان حول ساختمانها دودکشها سازههای دريايی سازههای بلند پلهای معلق برجها و دکلها می باشد که مطالعه اين نوع جريان ها مورد توجه پژوهشگران قرارگرفته است در اين پژوهش مطالعه جريان سیال و انتقال حرارت حول يک سیلندر با مقطع مستطیلی و ارتفاع محدود متصل به کف مشابه يک ساختمان با استفاده از نرمافزار فلوئنت شبیهسازی عددی شده تا پديدههای جريان بررسی و شناسايی شوند پژوهش حاضر اثر پارامتر نسبت منظری مقطع 4 3 2 1 b a b a نسبت طول به عرض مقطع سیلندر مطالعه شده است در شبیهسازی هندسه سهبعدی نسبت منظری ارتفاع سیلندر h a نسبت ارتفاع به ضلع کوچکتر سیلندر برابر با 7 h a میباشد جريان از نوع آشفته و عدد رينولدز مورد استفاده در اين پژوهش عدد 00021 است نتايج اين پژوهش نشان میدهد که تغییر نسبت منظری سیلندرها عامل مهمی در تغییر الگوهای جريان و تغییرات سرعت فشار عدد استروهال و ضرايب آيرودينامیکی میباشد در اين مطالعه عددی ابتدا از مدل دورابطهای K SST استفاده و الگوهای جريان و مقادير کلی نظیر ضرايب متوسط و نوسانی لیفت و دراگ عدد استروهال عدد نوسلت برای هندسه دو بعدی سیلندر با طول نامحدود تعیین شده است در ادامه از روش شبیهسازی ادیهای بزرگ LES برای شبیه سازی سه بعدی هندسه متصل به کف سیلندر با طول محدود با وجود اثرات کف و سقف استفاده شده است مطالعه تاثیر اندازهی شبکه در شبیهسازی سه بعدی و دو بعدی انجام گرفته است نتايج شبیهسازی دو بعدی با پژوهشهای عددی و تجربی ديگران مقايسه و اعتبار سنجی شده است که نشان از تطبیق خوب نتايج پژوهش حاضر با پژوهشهای گزارش شده دارند همچنین برای شبیهسازی هندسه سهبعدی نیز نتايج برای 1 b a با نتايج تجربی و عددی ديگران اعتبار سنجی شده است که تطابق مناسبی دارد در بخش نتايج عالوه بر بررسی مقادير کلی نظیر ضرايب متوسط و نوسانی لیفت و دراگ عدد استروهال و عدد نوسلت الگوهای جريان متوسط و لحظهای برای نسبتهای منظری مختلف در شبیهسازی دو و سه بعدی مقايسه شده است نتايج اين تحقیق نشان داد که پارامترها و الگوهای جريان هندسه سه بعدی نسبت به دوبعدی تفاوت زيادی دارند که عمدتا ناشی از اثرات دو انتهای سیلندر سهبعدی است لذا نتايج شبیهسازی سیلندر دو بعدی قابل تعمیم برای سیلندر سهبعدی نمی باشد اگرچه شباهت هايی بصورت کیفی در بعضی از موارد وجود دارد کلمات کلیدی سیلندر مستطیلی محدود متصل به کف سیلندر مستطیلی نامحدود شبیهسازی عددی دو و سهبعدی نسبت منظری جريان آشفته شبیهسازی ا دی های بزرگ انتقال حرارت ريزش گردابه
چكيده انگليسي :
Numerical study of fluid flow and heat transfer over wall mounted rectangular finite cylinders by large eddy simulation LES Hossein Shahbazi hossein shahbazi@me iut ac ir Date of Submission 2019 06 25 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Ahmad Sohankar asohankar@cc iut ac irAbstract Bluff bodies such as circular and square cylinders are the most important flow models in theaerodynamics hydrodynamics and fluid mechanics due to their academic significance and engineeringapplications The flow around cylinders has received a great deal of attention in many practical engineeringapplications such as flow around buildings chimneys marine structures tall structures suspended bridges towers and pylons In this research large eddy simulations are performed to study fluid flow and heat transferover a wall mounted rectangular cylinder three dimensional geometry at a Reynolds number Re 12000 The cross sectional aspect ratio is selected as b a 1 4 where a and b are the cylinder width and length respectively The height aspect ratio is h a 7 h a height to smaller cylinder side The focus is given on theinfluence of b a on the mean and instantaneous flow structures strouhal number St and aerodynamic meanforces and their fluctuations In addition fluid flow and heat transfer over a two dimensional rectangularcylinder two dimensional geometry with aspect ratio of b a 1 2 3 4 b a length to with of cylinder cross section were studied using K SST turbulence model at Re 12000 All two and three dimensionalsimulations were performed using ansys fluent Grid size effect study in two and three dimensionalsimulations have been performed and suitable grids have been introduced The results of this research showthat aspect ratio of cylinder has an important role on the mean and instantaneous flow patterns and globalparameters such as mean and RMS of lift and drag strouhal and nusselt numbers The results of twodimensional simulations have been compared and validated with other numerical and experimental researchesthat show good agreements in results of present work with reported ones Furthermore for three dimensionalsimulations with LES the results of b a 1 have been validated with available experimental and numericalresults which show proper agreements Results of this research showed that the global parameters and flowpatterns for three dimensional geometry are totally different from those of two dimensional geometry due toeffects of two ends of wall mounted cylinder In general the results of infinite cylinder are not extendablefor three dimensional cylinder although a few similarities are observed qualitatively in some cases Keywords Finite wall mounted rectangular cylinder Infinite rectangular cylinder Two and threedimensional simulation Aspect ratio Turbulent flow Large eddy simulation LES Heattransfer Vortex shedding
استاد راهنما :
احمد سوهانكار
استاد مشاور :
محمود اشرفي زاده
استاد داور :
احمدرضا پيشه ور، مهدي نيلي احمدآبادي
