پديد آورنده :
محمودي راد، شيما
عنوان :
بررسي عددي جريان غيرپاياي كوئت- تيلور با سرعت تناوبي استوانه ي داخلي
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
بيست، 134ص.: مصور (رنگي)، جدول، نمودار
استاد راهنما :
ابراهيم شيراني
استاد مشاور :
فتحي آلويي، احمدرضا پيشه ور
توصيفگر ها :
جريان كوئت تيلور , عدد تيلور بحراني , شيب , متناوب , پريود
استاد داور :
محمود اشرفي زاده، محسن ثقفيان
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/05/08
رشته تحصيلي :
مهندشي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/05/08
چكيده فارسي :
چکیده جريان بین دو استوانه هممرکز درحالیکه استوانه داخلی با سرعتی بیشتر از يک مقدار بحرانی در حال دوران و استوانه خارجی ثابت است بهعنوان جريان کوئت تیلور شناخته میشود در اين شرايط گردابههای تیلور بهصورت ناپايداریهای هیدرودينامیکی در میدان جريان شکل میگیرند محققان سیستم کوئت تیلور را بهعنوان يک مدل اولیه جهت به دست آوردن اطالعاتی از ساختارگردابهها مشخصات توصیفکنندهی اين نوع ساختارها مانند شکل اندازه مرکز شدت انرژی انتقال جرم و درنهايت بررسی گذار به جريان آشفته موردمطالعه قرار میدهند علت اين انتخاب سادگی هندسی و ناپايداریهای هیدرودينامیکی میباشد در اين پژوهش شعاع استوانهها 5 58 میلیمتر و 001 میلیمتر و ارتفاع آنها 522میلیمتر است سرعت استوانهی داخلی نوسان میکند از مقدار صفر به يک مقدار بیشینه افزايش میيابد و سپس دوباره با شیبهايی متفاوت به مقدار صفر میرسد شیبهای سرعت دورانی برای رژيم آرام 2 rad s2 0 0001 rad s2 0 0005 rad s2 0 001 rad s2 0 005 rad s2 0 01 rad s2 0 05 rad s2 0 1 rad s 50000 0 و برای رژيم آشفته 2 0 1 rad s است در اين پژوهش شبیهسازی عددی توسط نرمافزار انسیس فلوئنت و UDF انجام شده k برای شبیهسازی جريان مغشوش استفاده شده است ساختار گردابهها در شیبها و پريودهای است مدل توربوالنسی sst مختلف در حالت ناپايا مطالعه شده است در رژيم آرام نتايج با دادههای آزمايشگاهی مورد اعتبار سنجی قرار گرفت و اختالف کمتر از 4 درصد بهدست آمد نتايج نشان میدهندکه با کاهش شیب دوران ساختار گردابهها به حالتپايا نزديکتر است در رژيم آرام زمانی که سرعت دورانی در حال افزايش يافتن و شیب دورانی کمترين است 2 0 00005 rad s عدد تیلور بحرانی اولیه با حالت پايا 40 04 درصد اختالف دارد و زمانیکه سرعت دورانی در حال کاهش يافتن است اختالف 42 7 درصد است که اين مطلب نشاندهندهی تاخیر بیشتر در تشکیل گردابهها در روند افزايش سرعت دورانی نسبت به حالت کاهش سرعت دورانی است برای رژيم آشفته عدد تیلور بحرانی با حالتپايا 59 31 درصد اختالف دارد همچنین در شیبهای دورانی 2 0 1 rad s و 2 0 05 rad s تا پريود دوم نوسانات دورانی استوانهی داخلی گردابهها ظاهر نمیشوند علت اين پديده اين است که زمان کافی برای تطابق جريان با تغییرات بهوجود آمده وجود ندارد و رژيم جريان در مراحل اولیه کوئت چرخشی است کلمات کلیدی جريان کوئت تیلور عدد تیلور بحرانی شیب متناوب پريود
چكيده انگليسي :
Numerical Simulation of Unsteady Couette Taylor Flow Periodic Oscillation of the Inner Cylinder Shima Mahmoodi Rad s mahmodi@me iut ac ir Date of Submission 2019 07 02 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Ebrahim Shirani eshirani@cc iut ac irAbstractThe flow between two concentric cylinders while the inner cylinder is rotating at a velocity larger than acritical value and the outer cylinder is stationary is known as the Couette Taylor flow Under thoseconditions the Taylor vortices are formed in the fluid domain as hydrodynamic instabilities Researchersstudy the Couette Taylor system as a preliminary model for obtaining information about vortex structures descriptions of this structures such as shape size center energy intensity mass transfer and finallyinvestigation the transition to turbulent flow The reason for this choice is the geometric simplicity andhydrodynamic instabilities In this study the radius of cylinders are R 1 85 5 mm R2 100 mm and theirheight is 225 mm The rotational velocity of the inner cylinder oscillates increases from zero to amaximum value and then goes to zero again with different slopes The slopes of the velocity oscillationsfor laminar case are 0 1 rad s2 0 05 rad s2 0 010 rad s2 0 005 rad s2 0 001 rad s2 0 0005 rad s2 0 0001rad s2 0 00005 rad s2 and for turbulent regime is 0 1 rad s2 In this study the numerical modeling has beenaccomplished using the ANSYS FLUENT software and UDF k sst turbulence model is used tosimulate the turbulent flow case The vortex structures are studied in different slopes and periods in anunsteady state flow For laminar regime the results were validated with experimental data and less than 4 difference was found The results show that with decreasing the rotation slope the vortex structures iscloser to the steady state In laminar regime when the rotational velocity is increasing and the rotationalslope is minimum that is 0 00005 rad s2 the primary critical Taylor number is 40 04 different from thatof steady state and when the rotational velocity is decreasing the difference is 7 24 which indicates amore delay of formation of the vortices in the process of increasing the rotational velocity compared withdecreasing the rotational velocity For the turbulent regime the critical Taylor number is different by13 95 compared to that of steady state Also for the rotational slopes of 0 1 rad s2 and 0 05 rad s2 thevortices do not appear until the second period of the rotational oscillations of the inner cylinder The reasonfor this phenomenon is that there is not enough time to adapt the flow to the applied changes and the flowregime is laminar Couette flow at initial stages Keywords Couette Taylor Flow Critical Taylor Number Slope Oscillatory Period
استاد راهنما :
ابراهيم شيراني
استاد مشاور :
فتحي آلويي، احمدرضا پيشه ور
استاد داور :
محمود اشرفي زاده، محسن ثقفيان
