اثر جریان بر روی تنش‌ها و کرنش‌های حرارتی در پره های حلقوی

در این مقاله، به تاثیر جریان گذرای اطراف یک پره حلقوی بر روی تنش‌ها و کرنش‌های حرارتی آن پرداخته می‌شود. از روش حجم محدود برای حل معادلات جریان و از روش المان محدود برای حل معادلات تنش حرارتی در جامد استفاده می‌شود. نتایج به دست آمده از تنش حرارتی پره در دو حالت کلی بدون جریان سیال و با جریان سیال اطراف پره بررسی می‌شوند. در حالت با جریان سیال نیز دو حالت در نظر گرفته می‌شود ابتدا یک پره در جریان آزاد مورد تحلیل قرار می‌گیرد و سپس به منظور کاربردی بودن بیشتر مسئله، جریان حول یک پره در بین یک دسته از پره‌ها مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج جریان آزاد با حالت بدون جریان مقایسه می‌شوند. نتایج به دست آمده از این بررسی‌ها نشان می‌دهد که تنش‌های حرارتی ایجاد شده در حالت بدون جریان و با جریاندر پره تفاوت زیادی در لحظه‌های اولیه با هم ندارد. همچنین نتایج نشان می‌دهد که مکان بدترین تنش مماسی در دو حالت با جریان خارجی و بدون جریان تغییر نمی‌کند اما مقدار آن در حالت با جریان بیشتر است. علاوه بر آن تنش مماسی در حالت با جریان متقارن نبوده و مکان بدترین تنش اگرچه در پایه پره است اما در ناحیه جبهه جریان اتفاق می‌افتد. تحلیل دقیق جریان اطراف پره نشان دهنده ناکافی بودن اطلاعات شعاعی تغییر دما در تشخیص بدترین ناحیه تنش موثر است.