تحقیق عددی جریان سیال توانی حول دو سیلندر با مقطع مربعی

مسئله جریان عبوری از یک سیلندر با مقطع مربعی مورد توجه بسیاری از محققین ودر زمینه آئرودینامیک اجسام جریان بند قرار گرفته است زیرا در زندگی واقعی، اکثر سازه های معماری از قبیل ساختمان ها،پل ها،ابنیه های تاریخی و ...، دارای مقاطعی مربعی یا مستطیلی می باشند. بسیاری از جریان های تئوری و عملی از قبیل مبدل های حرارتی پین شکل و لوله ای، تقسیم-کننده های جریان در فرآیندهای پلیمری، آیرودینامیک و خنک کردن قطعات الکترونیکی در شرایط خاص پدیده ریزش گردابه را از خود نشان می دهند.از طرفیاکثر ترکیبات چندفازی (فوم ها، سوسپانسیون ها و امولسیون ها) و سیستم های پلیمری با وزن مولکولی بالا (محلول ها، مذاب ها و مخلوط ها) تحت شرایط های مختلف جریان، رفتارهایی مشابه با رفتارهای برشی- نازک(n<1) و یا برشی- ضخیم (n>1) از خود نشان می دهند.علیرغم کاربرد گسترده سیالات توانی، اطلاعات ناچیزی از مشخصه های جریان سیالات توانی و انتقال حرارت آنها در یک جریان یکنواخت سیال در اطراف سیلندرهای مربعی موجود می باشد.بنابراین در این تحقیق سعی شده است، این نتایج در حد گسترده ای ارائه گردد. در فصل اول مقدمه ای درباره سیالات غیر نیوتنی و به ویژه سیالات توانی ارائه شده است. سپس در فصل دوم، تحقیقات انجام شده گذشتگان در بخش های جداگانه ارائه شده و جایگاه تحقیق حاضر تبیین شده است. در فصل سوم جزئیات هندسی مسئله مورد نظر در دامنه محاسباتی، معادلات حاکم و روش گسسته سازی آن ها، شرایط مرزی مورد استفاده بررسی شده است. در فصل چهارم نتایجمربوط به جریان آرام سیالات توانی عبوری از یک سیلندر مربعی به تفصیل مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدای این فصل، استقلال شبکه هندسه های موردنظر بررسی شده، سپس نتایج به دست آمده در این تحقیق با نتایج گذشتگان مقایسه گردیده و پس از حصول اطمینان از صحت نتایج، در پایان این فصل، نتایج، پارامترها و نیز الگوهای متفاوت جریان در اعداد رینولدز و شاخص های توانی مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در فصل پنجم نیز نتایج مربوط به حالت دو سیلندری در دو آرایش پشت سر هم و پهلو به پهلو در اعداد رینولدز و شاخص های توانی مختلف و برای عدد پرانتل 7/? به طور جامع در سه بخش مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش اول نتایج مربوط به حالت دو سیلندر پشت سر هم در فاصله بین سیلندری ?، در اعداد رینولدز مختلف مورد بررسی قرار گرفته و سپس در بخش دوم اثرات تغییر فاصله در این آرایش مطالعه شده است. در بخش پایانی نیز نتایج مربوط به حالت دو سیلندر در آرایش پهلو به پهلو و در فاصله بین سیلندری ? بررسی شده است. تحقیق حاضر در محدوده اعداد رینولدز ?? تا ??? و شاخص های توانی ?/? تا ?/? و عدد پرانتل ثابت ?/? بررسی شود که نتایج نشان داد سیالات برشی- نازک نرخ انتقال حرارت را افزایش می دهند درحالیکه سیالات برشی- ضخیم نرخ انتقال حرارت را کاهش می دهند. همچنین دیده شد که در حالت دو سیلندر پشت سر هم، برای تمام اعداد رینولدز و شاخص های توانی، سیلندر بالادست رفتار مشابهی با حالت تک سیلندری از خود نشان می دهد. در آرایش پهلو به پهلو و در محدوده اعداد رینولدز و شاخص-های توانی فوق، در اطراف دو سیلندر الگوی جریان هماهنگ غیر همفاز دیده شد.