تحلیلی عددی ارتعاش استوانه ای با دو درجه آزادی در نزدیکی سطح آزاد سیال
thesis
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس
- author علی مهرآبادی
- adviser بهزاد قدیری دهکردی
- Number of pages: First 15 pages
- publication year 1390
abstract
جریان سیال از روی یک استوانه علیرغم سادگی ظاهری دارای پیچیدگی های ذاتی فراوانی است و وجود سطح آزاد سیال در نزدیکی آن بر این پیچیدگی ها می افزاید. این موقعیت دارای محدوده وسیعی از کاربردهای مهندسی - از جریان دو فازی درون مبدل های حرارتی تا تأسیسات دریایی مختلف مانند تجهیزات حفاری و استخراج حامل های انرژی از اعماق اقیانوس ها - را در بر می گیرد. در این تحقیق با تهیه و توسعه یک کد محاسباتی کامپیوتری مبتنی بر معادلات متوسط گیری شده رینولدز، روش حجم کنترل و مدل حجم سیال برای شبیه سازی سطح آزاد - که در مراحل و موقعیت های مختلف صحت نتایج حاصل از آن مورد مقایسه با نتایج آزمایشگاهی و تحقیقات پیشین قرار گرفته و ما را از اعتبار نتایج این کد عددی مطمئن می سازد - چنین جریانی شبیه سازی شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که بر خلاف حالت جریان حول استوانه در عمق زیاد، وجود سطح آزاد مانند یک دیواره عمل کرده؛ اولاً تقارن تشکیل گردابه ها را بر هم می زند، ثانیاً سبب کشیده تر شدن گردابه ها می شود و ثالثاً به دلیل ساختار گردابه ها در پشت استوانه، یک برآیند منفی نیروی برآ (در خلاف جهت سطح آزاد) به استوانه وارد می شود. همچنین وجود سطح آزاد سبب می شود دامنه نوسانات نیروهای هیدرودینامیکی و جابجایی استوانه کاهش یابد. اگرچه به دلیل وجود سطح آزاد تناوب تشکیل گردابه-ها بر هم می خورد، لیکن در دو مقیاس کوچک و بزرگ می توان نظم خاصی را بر رفتار جریان مشاهده کرد؛ که البته نوسانات استوانه باعث متناوب تر شدن پاسخ سیستم می گردد. این گردابه ها سبب ایجاد امواج کوچکی بر روی سطح آزاد می شوند که با جریان سیال به سمت پایین دست حرکت می کنند. همچنین در موقعیت هایی که پدیده قفل شدگی مشاهده می شود، این رفتار بیشتر متأثر از فرکانس ارتعاشات استوانه است تا دامنه این نوسانات. با انجام چند شبیه سازی جانبی دیگر نیز مشخص شد که در مورد جریان با ورودی نوسانی از روی استوانه ساکن نیز نوعی پدیده قفل شدگی قابل تشخیص است و در جریان با سطح آزاد درون کانال با افزایش اندازه مانع، عدد فرود در بالادست جریان کاهش و در پایین دست آن افزایش می یابد. همچنین دو مرحله جدایش در عبور جریان ناشی از شکستن سد از روی استوانه در پایین دست آن مشاهده شد که قدرت گردابه-های ناشی از جدایش اولیه (از سطح فوقانی استوانه) بیش از گردابه های ثانویه (ناشی از جدایش از سطح تحتانی استوانه) می باشد.
similar resources
بررسی عددی جریان عبوری از یک استوانه ی دایره ای زیر سطح آزاد با روش حجم سیال
در این تحقیق، جریان گذرنده از یک استوانه ی دایره ای دوبعدی ثابت، نزدیک یک سطح آزاد در عدد رینولدز 180 و عدد فرود 0.2 در نسبت فاصله های گوناگون از سطح آزاد سیّال، بطور عددی بررسی شده است. برای شبیه سازی سطح آزاد از روش حجم سیّال استفاده شده است. معادلات پیوستگی، مومنتم و کسر حجمی با روش حجم محدود توسط کد تجاری فلوئنت حل شده اند. برای اعداد فرود پایین که نشان دهنده ی تأثیر غالب گرانش و تغییر شکل نا...
full textتحلیل هیدورفویل با طول بینهایت در نزدیکی سطح آزاد
درفاز طراحی مفهومی شناورهای زیرسطحی جهت استخراج ضرائب هیدرودینامیکی سطوح کنترل، از ضریب برا مقاطع دو بعدی که در مراجع و کتاب‌های تئوری مقاطع بال ارائه شده، استفاده می‌شود. نکته حائز اهمیت در استفاده از این ضریب آن است که در کتاب‌های تئوری مقاطع بال این ضریب برای حالت دور از سطح آزاد استخراج شده و برای تحلیل حرکت شناور در نزدیک سطح آزاد نیاز به اصلاح و در نظر گرفتن اثر سطح آزاد بر روی این ضریب م...
full textبررسی عددی و آزمایشگاهی حرکت یک شناور زیرسطحی در نزدیکی سطح آزاد
مقاومت و شکل موج تولیدی برروی سطح آزاد آب در اثر حرکت یک مدل زیرسطحی با انجام آزمایش و محاسبات عددی تعیین گردیده است. آزمایش ها بر روی مدل در آزمایشگاه ملی خلیج فارس انجام و جسم در سرعت و عمق‌های مختلف در حوضچه آزمایش، توسط ارابه کشیده شده است. مدل زیر سطحی از جنس پلی اتیلن ساخته شده و توسط یک بازو در انتها به ارابه متصل گردیده است. قرارگیری بازوی اتصال در انتهای جسم، اندازه گیری شکل موج بدنه ج...
full textشناسایی سیستم های چند درجه آزادی تحت ارتعاش محیطی ناایستا
در نوشتار حاضر با استفاده از روش‌های تحریک طبیعی، تبدیل ویولت پیوسته و تبدیل هیلبرت، مشخصات دینامیکی یک قاب برشی ۳ طبقه تحت تحریک نوفه‌ی سفید ناایستا شناسایی شده است. همچنین روشی برای تبدیل سیگنال‌های ناایستا به سیگنال‌های ایستا پیشنهاد شده است، تا بتوان از روش تحریک طبیعی استفاده و ارتعاشات آزاد درجات آزادی سیستم را استخراج کرد. در روش مذکور، ارتعاشات آزاد استخراج شده به کمک تبدیل ویولت پیوسته...
full textکاهش ارتعاشات ناشی از جدایش گردابه‌های یک استوانه دایره‌ای دو درجه آزادی بر مبنای نوسانات چرخشی
در این مقاله یک استراتژی کنترلی فعال بر مبنای نوسانات چرخشی اجباری به منظور کاهش ارتعاشات ناشی از جریان بر روی یک استوانه دایره ای دو درجه آزادی که آزادانه در جهات طولی و عرضی حرکت می کند، در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم بر میدان جریان، معادلات ناویر استوکس تراکم ناپذیر دو بعدی می باشد که به روش حجم محدود گسسته سازی شده است. نسبت فرکانسی f_rot/f_n، و نرخ چرخش α، دو پارامتر مهم در نوسانات چرخ...
full textMy Resources
document type: thesis
وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس
Hosted on Doprax cloud platform doprax.com
copyright © 2015-2023