بررسی تجربی ضریب پسای دو سیلندر دایره ای پشت سرهم با چیدمان متناوب در جریان آشفته

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مدیر گروه مکانیک دانشگاه حکیم سبزواری

2 دانشجو کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

3 دانشجوی دکتری تخصصی مهندسی مکانیک، گرایش تبدیل انرژی در دانشگاه سمنان و سمت مربی در گروه مهندسی مکانیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد ورامین-پیشوا.

چکیده

در این تحقیق به بررسی تجربی اثرات آشفتگیِ جریان ورودی بر روی ضریب پسای سیلندرهای پشت سرهم با قطرهای ناهمسان و در اعداد رینولدز مختلف پرداخته شده است. آزمایش­ ضریب پسا برای سیلندر پایین­دست در قطرهایmm  5/15A= وmm  3/21B=، در دو فاصلۀ طولی بین مراکز دو سیلندر و در پنج عدد رینولدز بر اساس قطر سیلندر بالادست انجام شده است. شدت اغتشاشات تولیدی 5/4 و 7 درصد در ورودی اٌتاق آزمون تونل باد ایجاد شدند. موقعیت قرارگیری سیلندر بالادست نسبت به سیلندر پایین­دست در پنج زاویۀ 0، 5/22، 45، 5/67 و90 درجه تغییر می­کند. نتایج برای سیلندر پایین­دست در شدت اغتشاشات 5/4 درصد نشان می­دهند که با افزایش نسبت قطر سیلندرها و افزایش فاصلۀ طولی بین دو سیلندر، ضریب پسا افزایش می­یابد. اما با افزایش زاویۀ قرارگیری سیلندر بالادست نسبت به سیلندر پایین­دست، ضریب پسا روندی متغیر دارد که به ماهیت جریان بستگی دارد. در نهایت با افزایش میزان درهمی جریان، ضریب پسا در تمامی مراحل آزمایش به شدت کاهش می­یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Zdravkovich, M.M., Flow around Circular Cylinders: Volume 2: Applications. Vol. 2, 1997: Oxford University Press.
[2]   بک خوشنویس ع. و ایزدی یزدی م.ج.، بررسی تجربی تأثیر دوران استوانه روی کاهش ضریب پسا با جریان سنج سیم داغ. مجلۀ مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز، د. 46، ش. 2، ص 19-30، 1395.
[3]  ایزدی یزدی م.ج. و بک خوشنویس ع.، بررسی تجربی ویژگی­های دنبالۀ سیلندر دایره‌ای چرخان در اعداد رینولدز و نسبت سرعت‌های مختلف. دوفصلنامه مکانیک سیالات و آیرودینامیک دانشگاه جامع امام حسین (ع)، د. 4، ش. 1، ص 51-64، 1394.
[4]  Surry D., Some effects of intense turbulence on the aerodynamics of a circular cylinder at subcritical Reynolds number. Journal of Fluid Mechanics, Vol. 52, No. 3, pp. 543-563, 1972.
[5]  Younis N., The role of turbulent integral length scale on the drag of a circular cylinder in cross flow. Electronic Theses and Dissertations, Windsor, Ontario, Canada, 2010.
[6]  Blackburn H. and Melbourne W., The effect of free-stream turbulence on sectional lift forces on a circular cylinder. Journal of Fluid Mechanics, Vol. 306, pp. 267-292, 1996.
[7]  Cheung J. and Melbourne W., Turbulence effects on some aerodynamic parameters of a circular cylinder at supercritical numbers. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 14, No. 1-3, pp. 339-410, 1983.
[8]  Wang Y.-T., Yan Z.-M., and Wang H.-M., Numerical simulation of low-Reynolds number flows past two tandem cylinders of different diameters. Water Science and Engineering, Vol. 6, No. 4, pp. 433-445, 2013.
[9]  Alam M.M., The aerodynamics of a cylinder submerged in the wake of another. Journal of Fluids and Structures, Vol. 51, pp. 393-400, 2014.
[10]             Supradeepan K., and Roy A., Characterisation and analysis of flow over two side by side cylinders for different gaps at low Reynolds number: A numerical approach. Physics of Fluids, Vol. 26, No. 6, pp 063602, 2014.
[11]             Vu H.C., Ahn J., and Hwang J.H., Numerical simulation of flow past two circular cylinders in tandem and side-by-side arrangement at low Reynolds numbers. KSCE Journal of Civil Engineering, Vol. 20, No. 4, pp. 1594-1604, 2016.
[12]             Singha S., Nagarajan K.K., and Sinhamahapatra K., Numerical study of two-dimensional flow around two side-by-side circular cylinders at low Reynolds numbers. Physics of Fluids, Vol. 28, No. 5, pp. 053603, 2016.
[13]             Meneghini J., et al., Numerical simulation of flow interference between two circular cylinders in tandem and side-by-side arrangements. Journal of fluids and structures, Vol. 15, No. 2, pp. 327-350, 2001.
[14]             Gao Y., et al., Experimental study on the flow around two tandem cylinders with unequal diameters. Journal of Ocean University of China, Vol. 13, No. 5, pp. 761-770, 2014.
[15]             Wang J., et al., Drag reduction of a circular cylinder using an upstream rod. Flow, turbulence and combustion, Vo;. 76, No. 1, pp. 83-101, 2006.
[16]             Lee S.-J., Lee S.-I., and Park C.-W., Reducing the drag on a circular cylinder by upstream installation of a small control rod. Fluid dynamics research, Vol. 34, No. 4, pp. 233-250, 2004.
[17]             Munson B.R., Young D.F., and Okiishi T.H., Fundamentals of fluid mechanics. New York, Vol. 3. No. 4, 1990.
[18]             Achenbach E., Experiments on the flow past spheres at very high Reynolds numbers. Journal of Fluid Mechanics, Vol. 54, No. 3, pp. 565-575, 1972.
[19]             Sumner D., and Richards M., Some vortex-shedding characteristics of the staggered configuration of circular cylinders. Journal of Fluids and Structures, Vol. 17, No. 3, pp. 345-350, 2003.