پديد آورنده :
داداشي فيروزجائي، كامران
عنوان :
بررسي جريان سيال و انتقال حرارت از دو سيلندر مربعي با آرايش اريب با استفاده از شبيه سازي ادي هاي بزرگ
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مكانيك
صفحه شمار :
شانزده، ۱۰۹ص.: مصور، جدول، نقشه(رنگي)، نمودار
استاد راهنما :
احمد سوهان‌كار
استاد مشاور :
محمود اشرفي زاده
توصيفگر ها :
استوانه هاي مربعي , آرايش اريب , ريزش گردابه , شبيه سازي ادي هاي بزرگ , انتقال حرارت
استاد داور :
مهدي نيلي احمدآبادي، محسن ثقفيان
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/04/30
چكيده فارسي :
چكيده جريان حول اسككتوانهها در بسككياري از كاربردهاي مهندسككي در شككرايط مختلف شككامل جريان آرام مانند جريان سككيالات لزج حول حسگرهاي اندازهگيري در صككنايع پتروشككيمي تا جريان كاملا آشككفته در وزش هوا پيرامون سككاختمانها و قطعات الكترونيكي مشككاهده ك ك ك ك ك ميشكود آرايش اريب جفت اسكتوانهها عموميترين حالت قرارگيري اسكتوانهها اسكت عليرمم سكادگي ظاهري اين نوع هندسهها به دليل پيچيكدگيهكاي جريكان اطراف اين اجسكككام مطكالعكه عكددي و تجربي جريان اطراف تكاسكككتوانهها و چند اسكككتوانهها همواره موردتوجه پژوهشككگران قرار داشككته اسككت درك كاملي از ديناميك سككيال در جريان پيرامون تكاسككتوانهها بدون مفاهيم پايهاي مانند لايههاي مرزي جدايش لايهي برشكي آزاد و ديناميك گردابهها حاصكل نميشكود با اضكافه شكدن يك استوانهي ديگر در مجاورت تكاستوانه بهصورت آرايشهاي متفاوت پشكككت سكككر هم كنار هم و اريب اين پيچيدگيها به دليل تداخل لايههاي برشكككي گردابهها دنبالهها و ريزش گردابه دوچندان ميشكود هدف از اين پژوهش بررسكي عددي و تحليل ويژگيهاي جريان سكهبعدي و انتقال حرارت حول دو اسكتوانهي مربعي با ك ك ك آرايش اريب در عدد رينولدز11122 در جريان مغشكوش اسكت در اين پژوهش جريان و انتقال حرارت روي دو اسكتوانه با مقطع مربعي در ك ك ك آرايش اريكب در فواصكككل 5 0 2 3 9 و5 برابر ضكككلع مربع موردمطالعه قرارگرفته اسكككت براي بررسكككي عددي جريان در ابتدا از مدل دومعادلهاي k SST استفاده و الگوهاي جريان و مقادير ضرايب ليفت و درگ براي هندسهي دوبعدي استخراج شده است در ادامه از روش شكبيهسكازي اديهاي بزرگ اسكتفاده شكده اسكت مطالعهي اندازهي شكبكه و پلهي زماني و تأثير آن بر هر دو شكبيهسكازي دوبعدي و كك ك ك ك ك كك سكهبعدي انجام شكده اسكت با بررسكي الگوي جريان در فواصل مختلف چهار الگوي تك جسم جريان فاصلهي متناوب جريان متناوب و ريزش گردابهي همگام مشكاهده شكد در فواصكل كم ضكرايب ليفت و درگ از مقادير تكاسكتوانه فاصله ميگيرند در 5 1 P ضريب درگ بيشتر از مقدار تكاستوانه به دست آمد و ضريب ليفت متفاوت از صفر است با افزايش فاصله مقادير ضريب ليفت و درگ به سمت مقادير تكاستوانه ميل ميكنند با افزايش فاصله عدد نوسلت متوسط هر استوانه بيشتر ميشود و به سمت تكاستوانه ميل ميكند در همهي فواصكل بهجز 2 P عدد نوسكلت اسكتوانهي پاييندسكتي بيشكتر از استوانهي بالادستي است با مقايسه نتايج دو شبيهسازي مشخص شد كه باوجوداينكه شكبيهسكازي دوبعدي سكاختارهاي بزرگ الگوهاي جريان و روند تغييرات با فاصكله را تا حدودي شبيه نتايج سهبعدي LES پيشبيني ميكند ولي در تعيين پارامترهاي متوسكط حدود 10 بيشكتر از شبيهسازي سهبعدي پيشبيني ميكند اين مقدار اختلاف در RMS پارامترها به حدود دو برابر سهبعدي ميرسد كلمات كليدي استوانههاي مربعي آرايش اريب ريزش گردابه شبيهسازي اديهاي بزرگ انتقال حرارت
چكيده انگليسي :
Investigation of fluid flow and heat transfer from two squarecylinders in staggered arrangement using large eddy simulation LES Kamran Dadashi Firouzjaei Date of Submission 23 6 2018 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 IranDegree M Sc Language PersianDr Ahmad Sohankar asohankar@cc iut ac irAbstractFlow around cylinders is observed in many engineering applications from laminar flow over sensorsin petrochemical industries to turbulent flow in wind flow around buildings and electroniccomponents Two or more cylinders in proximity make the problem more complicated due to theinteractions between shear layers wakes and shedding vortices The practical importance of crossflow over two proximate cylinder like structures in nature and industry arises in flow around urbanstructures high rise buildings towers bridge piles offshore structures heat exchangers electronicdevices etc In fact the staggered arrangement is the most common arrangement in cylinder pairs The aims of this study are to perform the numerical investigations of three dimensional flowproperties and heat transfer around two square cylinders in staggered arrangement in the turbulentflow at Re 22000 In this study the fluid flow and heat transfer on two cylinders with a squaresection in staggered arrangement for various spacing P D 1 5 2 3 4 5 are investigated with twoand three dimensional simulations First the two equation k SST model has been applied fornumerical investigation of two dimensional geometry and flow patterns the mean and RMS ofNusselt lift and drag coefficients has been determined Secondly the large eddy simulation has beenapplied for three dimensional analysis Grid and time step study for both two and three dimensionalsimulations have been performed Single body periodic gap flow periodic flow and synchronizedvortex shedding patterns have been observed for different cylinder spacing P D In low spacing the lift and drag coefficients of cylinders differ from those of single cylinder values In P D 1 5 thedrag coefficient was greater than that of single cylinder In this case the lift coefficient differs fromzero value It is observed that the value lift and drag coefficients approach to those of single cylindervalues by increasing the distance between cylinders In addition the mean Nusselt number of eachcylinder increases and approaches to those of single cylinder for higher spacing In all distancesexcept for P D 2 the mean Nusselt number of downstream cylinder is greater than that of theupstream cylinder value By comparing the results of the two and three dimensional simulations itwas found that the two dimensional simulations predict the large structures and flow patterns andtrend of changes of mean parameters by changing the cylinder spacing relatively similar to those ofthree dimensional results LES Two dimensional simulations cannot predict the detail of real flowstructures especially small scale ones In addition the predicted mean parameters such as dragcoefficients for two dimensional simulations are more than those of three dimensional simulation These differences are much higher for RMS of parameters where it reaches to about twice as highas that of three dimensional value Key words staggered square cylinders numerical study large eddy simulation k SST model flow structure cylinder spacing vortex shedding heat transfer
استاد راهنما :
احمد سوهان‌كار
استاد مشاور :
محمود اشرفي زاده
استاد داور :
مهدي نيلي احمدآبادي، محسن ثقفيان
