تحلیل نرم افزاری ضرایب نیرو برای گروه های سه و چهار تایی از استوانه های دایروی در یک جریان یکنواخت عرضی

در بسیاری از موارد عملی مهندسی، اغلب اعضاء به شکل گروهی ظاهر می گردند، برای مثال گروه های از ساختمان ها، کوره ها، دودکش ها، برج ها و سکوهای دورتر از ساحل را می توان نام برد. به دلیل تداخل متقابل سیال با سازه، ویژگی آیرودینامیکی مانند توزیع فشار و الگوه های جریان گردابی بر روی هر یک از اعضاء در گروه با آنکه به صورت مجزا قرار دارند کاملاً تفاوت دارند. سیلندر مدور نوعی جسم چاق است و یکی از اجزاء سازه است که بیشتر به کار گرفته شده است. در این مطالعه تداخل جریان بین سه و چهار سیلندر مدور در آرایش های ردیفی، مثلثی، مربعی و به شکل لوزی در جریان های عرضی با نرم افزار فلوئنت مورد مطالعه قرار گرفته اند. سیلندرها در فاصله های نسبی (l/d) مختلف نسبت بهم قرار دارند که فاصله نسبی برابر با نسبت فاصله مرکز دو سیلندر(l)به قطر سیلندر (d) است و تاثیر افزایش فاصله نسبی بر روی ضرایب آیرودینامیکی مانند ضریب فشار و الگوه های جریان گردابی بر روی هر یک از سیلندر ها بررسی شده است. برای حل ازمدل اغتشاشیk-?استاندارد استفاده شده است، برای گسسته سازی معادلات از روش مرتبه 2 و برای همبسته کردن سرعت و فشار از الگوریتم سیمپل سی(simplec)استفاده شده و مسئله به صورت ناپایدار مدل شده است.نتایج بدست آمده برای آرایش های ردیفی، مربعی و مثلثی شکل به ترتیب در رینولدز های 28000، 60800 و 55000با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده اند و مشاهده می شود که نتایج عددی بدست آمده توافق بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارند. همان طور که مشاهده می شود رفتار سیلندر ها با آرایش های مختلف در مقابل جریان سیال با افزایش فاصله نسبی، رفتاری مشابه با سیلندری واحددر معرض جریان را از خود نشان می دهند. ضرایب پسای سیلندر های بالا دست جریان در آرایش های مختلف نسبت به سیلندر های پایین دست جریان بیشتر هستند و با افزایش فاصله نسبی ضرایب پسای سیلندر ها به سمت ضریب پسای سیلندر واحد میل می نمایند. در آرایش های ردیفی و مربعی شکل سیلندر های پایین دست جریان اجازه تشکیل گردابه های نوسانی پشت سر سیلندر های بالا دست جریان را نمی دهند و با افزایش فاصله نسبی گردابه های نوسانی پشت سر سیلندر های بالا دست جریان تشکیل می شوند که گردابه های نوسانی تشکیل شده پشت سیلندر ها را خیابان ورتکس کارمن می نامند.