چكيده فارسي :
چكيده
بررسي جريان داراي اصطكاك و غير متراكم اطراف ايرفويل از مسائل مهم مكانيك سيالات است. جريان روي استوانه بهشكل عملي در اكثر شاخههاي مهندسي مربوط به پلها، وسايل نقليه، ساختمان و غيره در ارتباط است. دنباله جريان استوانه باعث تشكيل نيروهاي ناپايايي خواهد شد كه در تخريب تمام ساختارها توانايي زيادي دارند. علت تحقيق برروي اينگونه پيكربندي، درك بهتر تأثير بارهاي ناشي از حركت سيال در ساختار آن بوده‌است. از آنجايي كه روش‌هاي نظري و محاسباتي هنوز با طراحي عملي فاصله دارند، از روش‌هاي تجربي در بررسي‌ها استفاده شده است. در اين تحقيق با استفاده از روش عددي قصد در نزديك كردن مقادير تجربي و عددي داريم. روش تونل‌باد يكي از روشهايي است كه اغلب براي مشخص شدن درست پارامترهاي جريان به ويژه پساي مدل‌ها بكار مي‌رود. عوامل زيادي بر مشخصههاي دنباله تأثيرگذار است، كه از جمله ميتوان نسبت انسداد، عدد رينولدز، زبري سطح و... را نام برد. در پژوهش حاضر دنباله استوانه دايره‌اي دوار با توجه به وجود سيم اغتشاشساز نصب شده در آن، بررسي و نتايج بدست آمده اعم از تجربي و نظري با يكديگر مقايسه خواهد شد. از نتايج بررسي پژوهش حاضر ميتوان در كاهش ضرايب پسا و طراحي آيروديناميك استفاده كرد. يك استوانه در ابعاد 20 ميلي‌متر با استفاده از دو سيم به صورت متقارن در زواياي 40 و 140 درجه شبيه‌سازي شده‌است. سيم‌ها در ابعاد1ميلي‌متر برروي استوانه چرخان در نرم‌افزار انسيس‌فلوئنت بررسي شده و استوانه با دو سيم اغتشاشساز را در سه مقدار سرعت دوراني تحليل كرده و با مقادير سيلندر ثابت در حالت عددي و تجربي مقايسه شده است. پارامترهاي مهم، سرعت و شدت اغتشاشات در پشت استوانه است. براي محاسبه و مقايسه پارامترهاي سرعت و اغتشاشات ايستگاه‌هايي در پشت استوانه در نظر گرفته شده‌است. در نهايت مهم‌ترين پارامتر استخراجي ضريب پسا است. در پژوهش پيش رو هدف اصلي كاهش ضريب پسا است.
نتايج حاصل از پژوهش حاضر بيانگر آن است كه، بدليل تقارن استوانه همراه با سيم‌هاي اغتشاشساز دنباله بدست آمده نيز متقارن بوده و همچنين نوع نمودار بدست آمده از پروفيل سرعت و اغتشاشات وابسته به فاصله از استوانه است. همانطور كه از نمودارهاي بدست آمده پيدا است، استفاده از سيم اغتشاشساز تا حد زيادي منجربه كاهش ضريب پساي نمونه شده‌است. در نتيجه باتوجه به نتايج بدست آمده ميتوان از سيم اغتشاشساز براي كاهش ضريب پسا و كاهش نيروي پساي وارد بر استوانه استفاده نمود. با مقايسه دو حالت چرخان و ثابت سيلندر همراه با سيم اغتشاشساز نتايج حاصل بهبود پيدا مي‌كند. از نمودارهاي حاصل شده و مقايسه آنها با يكديگر مشاهده شده است كه عرض دنباله كاهش پيدا كرده و در واقع سيلندر در حال چرخش داراي ضريب پساي كوچكتر از سيلندر ثابت است.در ادامه با مقايسه سرعت‌هاي دوراني در سرعت‌هاي rpm 30، rpm 60 ، rpm 80 و rpm 120متوجه كاهش ضريب پسا با افزايش سرعت دوراني مي‌شويم. اما اين افزايش سرعت دوراني تا rpm 60 باعث كاهش ضريب پسا و عرض دنباله مي‌شود. افزايش سرعت دوراني از rpm 60 تا rpm 80 و از rpm 80 تا rpm 120هيج تغييري در مشخصات جريان ايجاد نمي‌كند.
چكيده انگليسي :
Abstract
The inspection of frictional and incompressible flow around a airfoil is of great significance in the fluid mechanics. The flow the cylinder is practically in connection with most engineering branches, such as bridges, transportation systems, constructions, and etc. The extension of the cylinder’s flow will result in impermanent forces which have great power in the destruction of all structures. The reason of such research is better recognition of the influence of the loads originating from the movement of the fluid in its construction. As the theoretical and computational strategies are still far from practical designs, the empirical ones are applied in this inspection. In this survey, we tend to bring empirical and numerical figures together, using numerical method. The Wind Tunnel is one of the methods which is often applied to determine the correct flow parameters, especially those of post models. There are several factors influencing the characteristics of the extension, namely obstruction ratio, Relnolds number, surface roughness, and etc. In this research, the extension of rotating, circular cylinder will be inspected in terms of the oscillator wire installed in it, and then, all the results, including both empirical and theoretical ones, will be compared. These outcomes can be used to decrease the Drag Factor as well as aerodynamic design. A cylinder, in dimensions of 20 millimeters, is simulated by using two wires of 140 and 40 angels symmetrically. The wires, in dimensions of 1 millimeter, have been inspected on the rotating cylinder in Ansys Fluent software; moreover, the cylinder along with two oscillator wires are analyzed in three rotating speed value and are compared to fixed cylinder values in both numerical and empirical forms. The important parameters here include the speed and the turbulence intensities behind the cylinder; there, some stations have been considered for the calculation and the comparison of the speed and turbulence parameters. Finally, the most significant parameter extracted was the Drag factor, which is aimed to be decreased in this research.
In conclusion, this survey proves that due to the symmetry of the cylinder accompanying the oscillator wires, the final extension was also symmetrical; in addition, the sort of chart achieved from the speed and the turbulence is relative to the distance from the cylinder. As far as the charts illustrate, applying the oscillator wire can reduce the post factors of the sample to a large extent. Accordingly, these wires can be used to decrease the post factors as well as the post forces on the cylinder. These outcomes will ameliorate by comparing rotating and stable forms of cylinder which possesses the oscillator wires. All these results and comparisons indicate that the width of the extension has reduced and in fact, the rotating cylinder is of smaller post factor in comparison with the stable one. In addition, by comparing the rotating speeds at 12orpm, 6orpm, and 3rpm, we recognize the decrease in post factors with the increase in rotating speed. However, this increase up to 6orpm causes the reduction in the post factor and the width of the extension. On the other hand, the increase up to 80 rpm and 12orpm do not alter any characteristics in the flow.
