تحلیلی عددی ارتعاش استوانه ای با دو درجه آزادی در نزدیکی سطح آزاد سیال
پایان نامه
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس
- نویسنده علی مهرآبادی
- استاد راهنما بهزاد قدیری دهکردی
- تعداد صفحات: ۱۵ صفحه ی اول
- سال انتشار 1390
چکیده
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.
منابع مشابه
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...
متن کاملتحلیل 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...
متن کاملبررسی 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...
متن کاملشناسایی 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...
متن کاملکاهش 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...
متن کاملمنابع من
با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید
ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده{@ msg_add @}
نوع سند: پایان نامه
وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023