پديد آورنده :
بهمني، عليرضا
عنوان :
شبيه سازي ادي هاي بزرگ جريان سيال و انتقال حرارت از دو سيلندر كنارهم با طول محدود متصل به ديوار
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده، 113ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
احمد سوهانكار
استاد مشاور :
محمود اشرفي زاده
توصيفگر ها :
جريان غيردائم , شبيه سازي هاي عددي , شبيه سازي ادي هاي بزرگ , سيلندرهاي متصل به ديوار , سيلندرهاي نامحدود , آرايش كنارهم , ريزش گردابه , انتقال حرارت
استاد داور :
ابراهيم شيراني، محمدرضا توكلي
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/06/13
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/06/13
چكيده فارسي :
چکیده جريان پیرامون اج سام جريانبند مانند سیلندرها در ب سیاری از کاربردهای صنعتی ازجمله جريان حول ساختمانها پايهی پلها جريان حول قطعات الکترونیکی و مشاهده میشود در مورد سیلندرها آرايش مختلف قرارگیری آنها نسبت به هم شامل آرايش پشتسرهم کنارهم و اريب بوده که در پژوهش حاضککر جريان سککیال عبوری و نیز انتقال حرارت پیرامون دو سککیلندر مربعی کنارهم با طول محدود و متصل به ديوار هندسه سهبعدی مانند دو ساختمان کنارهم بهمنظور بررسی پديدههای جريان و کمیتهای مرتبط با آن در عدد رينولدز 00021 و ن سبت منظری ن سبت ارتفاع سیلندر به طول ضلع مقطع مربعی برابر 7 و در فا صله مرکز تامرکز بین دو سیلندر بیبعد شده با طول ضلع مقطع مربعی 5 2 مورد مطالعه قرار گرفته ا ست در جريان حول سیلندرهای سهبعدی مت صل به کف اثر همزمان گردابههای کارمن در راستای ارتفاع سیلندر گردابههای نوک ناشی از سقف و گردابههای پايه و نعل اسبی در کف مطرح بوده که بر پیچیدگیهای جريان میافزايد قرار گرفتن دو سکککیلندر در کنارهم اثر متقابل آن ها بر يکديگر و تداخل اليه های برشکککی گردابه ها و دنباله ها نیز با پیچیدگیهايی همراه است در اين پژوهش بهمنظور آشنايی با الگوهای جريان و پديدههای مرتبط با آن و نیز بررسی کمیتهای مختلف و نیز انتقال حرارت در آن شبیهسازی دوبعدی جريان با استفاده از مدل توربوالنسی دو معادلهای k w SST انجام شده است با افزايش فاصله دو سیلندر از يکديگر بهترتیب سه رژيم جريان شامل رژيم دوگانه يا فلیپ فالپ ريزش گردابه همگام و الگوی جريان با ت شکیل دو م سیر گردابهای مجزا م شاهده شد در ادامه برای هند سه سهبعدی از روش شبیه سازی ادیهای بزرگ ا ستفاده شده و ضمن برر سی ساختار لحظهای و متو سط دنباله سیلندرها کمیتهای کلی جريان نظیر ضرايب نیرويی و عدد ا ستروهال بهعنوان فرکانس بیبعد ريزش گردابه و عدد نا سلت ضريب ف شار پروفیل سرعت توزيع دما و نیز شدت آ شفتگی مورد برر سی قرار گرفته ا ست همچنین رژيمهای مورد اشاره در حالت دوبعدی در هندسه سهبعدی و در مقطع میانی سیلندر مشاهده شد نتايج نشان داد که با افزايش فاصله دو سیلندر از يکديگر الگوی جريان و نیز کمیتهای مرتبط با آن به سمت تک سیلندر میل میکند همچنین در فا صله بیبعد مرکزتامرکز 2 بهدلیل جريان شکاف عبوری از بین دو سیلندر و تاثیر قابل توجه دو سیلندر بر يکديگر رفتار جريان و پارامترهای مرتبط با آن در مقايسه با ساير فواصل کامال متفاوت است با محاسبه ضريب درگ عدد استروهال و عدد ناسلت هندسه سهبعدی مقدار آنها نسبت به حالت دوبعدی کاهش نشان میدهد که علت آن تاثیر سقف و کف سیلندر و بهويژه جريان پايینوزش در نوک سیلندر بر روی ناحیه جريان برگشتی در پشت سیلندر است کلمات کلیدی جريان غیردائم شکبیهسکازیهای عددی شکبیهسکازی ادیهای بزرگ سکیلندرهای متصکل به ديوار سیلندرهای نامحدود آرايش کنارهم ريزش گردابه انتقال حرارت
چكيده انگليسي :
114 Large Eddy Simulation of the fluid flow and heat transfer from two side by side wall mounted finite length cylinders AliReza Bahmani a bahmani@me iut ac ir Date of Submission 2019 07 2 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 andengineering applications such as buildings towers bridge piles offshore structures heatexchangers electronic devices etc The flow over cylinders in tandem side by side or staggeredarrangements represents an importance and complex configuration that is of interest for manyengineering applications For these configurations the flow interference has an essential role forseveral changes in the characteristics of the flow Thus the dynamic interaction between thestructure and the fluid is one of the most fascinating problems in mechanical engineering In presentwork the fluid flow and heat transfer over two side by side square cylinders with finite length andwall mounted three dimensional geometry like two side by side buildings are investigated atReynolds number of Re 12000 The aspect ratio height to side length of square cylinder and thecenter to center distance between two cylinders are chosen AR 7 and S d 2 5 respectively In theflow around a wall mounted three dimensional cylinder in contrary of infinite cylinder thecombined effects of vortex shedding tip vortex base vortex and horseshoe vortex together withdownwash and upwash flows are present which it can make the flow structure more complicated In addition the interference flow effect of each cylinder on the second one is a reason to providemore complicated flow patterns In this research the flow and heat transfer over two geometries arestudied First flow and heat transfer over two infinite square cylinders in side by side arrangement two dimensional geometry are simulated using k w SST turbulence model The results show thatthere are different flow regimes including biased or flip flop regime synchronized shedding vortexand flow regime with two separate vortex street Second flow and heat transfer over two wall mounted square cylinders in side by side arrangement three dimensional geometry are simulatedusing Large Eddy Simulation LES For this case the instantaneous and mean structure ofcylinders wake global quantities such as force coefficients Strouhal number and Nusselt number pressure coefficient velocity and temperature distribution and also turbulence intensity have beeninvestigated The aforementioned flow patterns for two dimensional geometry are also observed forthree dimensional geometry just at the middle height of cylinders It is found that the dragcoefficient Strouhal number and Nusselt number are lower for three dimensional geometry incomparison with those of two dimensional geometry This is due to the effects of free end and walljunction of cylinder flow patterns especially down wash flow on the cylinders wake structure It isobserved that the flow behavior and related parameters at S d 2 are quite different in comparisonto other distances due to gap flow between two cylinders and their significant interferences effects Finally results showed that by increasing distance between two cylinders flow patterns and relatedquantities approximately approach to flow over a single cylinder Keywords Unsteady flow Numerical simulations Large Eddy Simulation Wall mounted cylinders Infinite cylinders Side by side arrangement Vortex shedding Heat transfe
استاد راهنما :
احمد سوهانكار
استاد مشاور :
محمود اشرفي زاده
استاد داور :
ابراهيم شيراني، محمدرضا توكلي
