بررسی تجربی تداخل جریان و رفتار آیرودینامیکی سه سیلندر با مقطع مربعی و آرایش مثلث متساوی الاضلاع تحت جریان عرضی و نسبت فاصله‌های متفاوت

حسناابریفام¹ محمدرضا حیدری² مسعود میرزایی³

1) دانشجوی کارشناسی ارشد هوافضا گرایش آیرودینامیک دانشگاه آزاد اسلامی واحد گرمسار
2) دانشیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد پرند گروه مهندسی هوافضا.
3) دانشیار دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکده هوافضا

کد IOI مقاله : XYCC-ACAAG
محل انتشار : کنفرانس بین المللی علوم و مهندسی(icesconf.com)
چکیده :
    تاکنون تحقیقات بسیاراندکی روی سیلندرهابامقطع مربعی انجام گرفته است.ازجمله موارد مورداستفاده سازه ‏های چندسیلندری می‏توان به آسمان خراش‏ها،دودکش‏ها،سازه‏های ساحلی وغیره اشاره کرد.جریان پیرامون سیلندرها با مقطع مربعی ناپایداری ‏های موضعی وکلی مختلف ایجادمی‏کند.ازآنجا که ریزش متناوب گردابه‏ ها منجربه نیروهای فشاری روی سازه‏ ها شده و ممکن است موجب ارتعاش سازه‏ ها وحتی تخریب آنها گردد،امکان مدل‏سازی جریان عبوری ازاین سازه‏ ها و یافتن راه‏ های مقابله با تخریب آنها تنها به وسیله آرایه‏ های چند سیلندری تحت جریان عرضی ممکن است.تونل بادمورداستفاده در این تحقیقات تجربی مربوط به دانشکده هوافضای دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی می‏باشد.حالت آرایش این سه سیلندرنسبت به هم مثلثی متساوی‏ الاضلاع بوده ودر6 نسبت فضادهی مختلف در بازه 1.5 الی 5.5 برابرطول ضلع مربع انجام گرفته است.اندازه ‏گیری فشارروی سطح سیلندرهاازطریق مبدل‏های فشارانجام شده است.در این گزارش نحوه ی انجام حل عددی برای چیدمان متساوی الاضلاع شرح داده و برای مشاهده ‏ی ریزش گردابه‏ های تشکیل شده در اطراف چیدمان از روش ال ‏ای ‏اس (Large Eddy Simulation) استفاده شده ‏است. به دلیل حجم بالای محاسبات القا شده توسط این روش به حل عددی،از مدل توربولانس k-ω برای به دست آوردن حل اولیه در شرایط پایا و برای حل عددی از نرم افزار فلوئنت استفاده شده‏ است.نتایج بسیارمهمی که ازانجام آزمایشات حاصل شده‏ اند بصورت مختصر عبارتند از:وقتی سیلندرها درحالت l/d برابر 5.5 هستنداثر تداخل جریان میان سیلندرها ضعیف شده و توزیع ضریب فشاربرروی سطح سیلندر بالادست تقریبا مشابه یک تک سیلندرمی‏گردد.درچیدمان مثلثی متساوی ‏الاضلاع به طورکلی ضریب پسا میانگین سیلندر بالادست بزرگترازسیلندرهای پایین ‏دست می‏باشد،همچنین ازl/d برابر 2، ضرایب پسا میانگین همه سیلندرهاافزایش می‏یابد.تغییرات l/d،شدیداً برروی الگوی جریان اطراف سیلندرها وضرایب آیرودینامیکی تأثیر می‏گذارد.بعلاوه،تقریبا باافزایش مقدارl/d،اثرات تداخل جریان بین سیلندرها کاهش می‏یابد.

کلمات کلیدی : آرایه ‏های چند سیلندری آرایش مثلث متساوی ‏الاضلاع رفتار آیرودینامیکی سیلندرهای مربعی نسبت فضادهی