شبیه‌سازی عددی جریان حول یک استوانه غوطه‌ور در آشفتگی تولید شده توسط شبکه‌ای از سیلندرهای بالادست

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده مهندسی مکانیک ، دانشگاه صنعتی اراک، ایران.

2 کارشناسی، دانشکده مهندسی مکانیک ، دانشگاه صنعتی اراک، ایران.

doi
10.22044/jsfm.2025.16124.3966
چکیده

در این مقاله هدف، بررسی اثر اغتشاشات جریان ورودی حول یک سیلندر دایره‌ای می‌باشد. به منظور ایجاد اغتشاش، شبکه‌ای از سیلندرهای دایروی در بالادست یک سیلندر دایره‌ای مدل‌سازی شد و اثر آن بر رفتار جریان بررسی گردیده است. شبیه‌سازی جریان به صورت دوبعدی و گذرا با استفاده از نرم‌افزار تجاری Fluent Ansys و با بکارگیری مدل توربولانسی k-ω-sst در رینولدز 22000 انجام شده است. به منظور اعتبارسنجی، نتایج تحقیق حاضر با نتایج تحقیقات دیگر مقایسه گردیده است که تطابق خوبی مشاهده می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که در حالتی که فاصله سیلندرهای شبکه تا سیلندر اصلی 6D باشد، بیشترین میزان گردابه‌ها به سیلندر اصلی وارد می‌شود و اغتشاشات ایجاد شده حول سیلندر اصلی تا شدت آشفتگی 0.9 افزایش می‌یابد. بررسی ضریب‌پسا و ضریب برآ نشان می‌دهند که ضریب‌پسا در حالتی که فاصله سیلندر‌های شبکه نسبت به سیلندر اصلی 6D است، %76 کاهش می‌یابد و ضریب برآ حدود 13 برابر افزایش می‌یابد. یافته‌ها، که با داده‌های معیار اعتبارسنجی شده‌اند، پتانسیل آرایه‌های اغتشاش غیرفعال را برای کنترل جریان در کاربردهای بدنه‌ی ضخیم برجسته می‌کنند و بینش‌هایی در مورد کاهش نیروی پسا و کاهش ارتعاش ناشی از گردابه ارائه می‌دهند.