مدل سازی جریان سیال حول دسته ای از سیلندرهای ثابت و چرخان

نوع مقاله: کوتاه

نویسندگان

1 1- کارشناس ارشد، مهندسی مکانیک ،گرایش تبدیل انرژی، مجنمع دانشگاهی مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 دانشیار مجنمع دانشگاهی مکانیک و هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

چکیده

به دلیل اینکه آزمایش‌های واقعی در مقیاس‌های بزرگ هزینه بردار است و تمام حالات مختلف ضمن آزمایش بدست نمی‌آید، از شبیه سازی های عددی بهره برده شده است. در مقاله حاضر جریان ناپایدار، ویسکوز، تراکم ناپذیر و دو بعدی در داخل یک کانال با شش مانع استوانه‌ای شبه‌سازی شده است. مشخصات جریان سیال در اطراف این سیلندرها برای دو آرایش مختلف و در رینولدزهای متفاوت در دو حالت سیلندر ثابت و سیلندر چرخان بدست آورده شده است، به‌طوری که هم رژیم آرام و هم آشفته پوشش داده می‌شود. در این مقاله با استفاده از نرم افزار فلوئنت ، با ذکر جزئیات شبه‌سازی و اعتبار سنجی نتایج،کانتورهای سرعت، ورتیسیتی، فشار و خطوط جریان بدست آورده شده است. مشاهده می‌شود که با افزایش عدد رینولدز ضریب درگ وارد شده به سیلندرها کمتر شده و همچنین سیلندرهای چرخان نیروی درگ کمتری را نسبت به سیلندرهای ثابت تجربه می‌کنند. نتایج حاکی از آن است که آرایش سیلندرها تاثیر محسوسی بر روی پارامترهای جریان می‌گذارد. در آخر با اتکا به نتایج بدست آمده یک آرایش مناسب برای ساخت پایه‌های پل‌ها و سکوهای دریایی پیشنهاد خواهد‌شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The modeling fluid flow around a bunch of fixed and rotating cylinders

نویسندگان [English]

  • S Safavi manesh 1
  • mehrdad bazazzade 2
1 malek ashtar
2 malek ashtar
چکیده [English]

Because real experiments on a large scale is costly, And all the different scenarios will not gain experience, We go to the numerical simulation. In the present study has been simulation of flow in a channel with six cylindrical barrier. Fluid flow parameters Has been obtained Around the cylinder to two different arrangement. Also has been obtained at different Reynolds numbers for both, fixed cylinder and rotating cylinder. So that both laminar and turbulent flow in the covers. In this article has been obtained by detailed simulation and validation results, contours speed, Vorticity, pressure and flow lines using Fluent software. It can be seen that lower drag coefficients into the cylinder with increasing Reynolds number. As well as rotating cylinders experience less drag than the fixed cylinders. The results show that the arrangement of cylinders affect on the flow parameters. Finally, relying on the results will suggest a suitable arrangement for the construction of piers and offshore platforms.

کلیدواژه‌ها [English]

  • flow analysis''
  • '' fixed cylinders''
  • '' rotary actuators''
  • '' flow parameters
[1] WILLIAMSON C. H. K. Evolution of a single wake behind a pair of bluff bodies Journal of Fluid Mechanics,1985, 159: 1-18.

[2] ZDRAVKOVICH M. M. The effects of interference ebetween circular cylinders in cross flow [J]. Journal of Fluids and Structures, 1987, 1(2): 239-261.

[3] ZDRAVKOVICH M. M., PRIDDEN D. L. Interference between two circular cylinders, series of unexpected discontinuities. Journal of Wind Engineering, 1977, 2(3): 305-319.

[4] GUO Xiao-hui, LIN Jian-zhong and TU Cheng-xu et al.Flow past two rotating circular cylinders in a sideby-side arrangement [J]. Journal of Hydrodynamics, 2009, 21(2): 143-151.

[5] SARVGHAD-MOGHADDAM Hesam, NOOREDIN Navid NUMERICAL  SIMULATION OF FLOW OVER TWO SIDE BY-SIDE CIRCULAR,2011,23(6):792-805. 

[6] GHADIRI-DEHKORDI Behzad, SARVGHADMOGHADDAM Hesam and HOURI JAFARI Hamed .Numerical simulation of flow over two circular cylinders in tandem arrangement. Journal of Hydrodynamics, 2011, 23(1): 114-126.

[7] WANG Z. J., ZHOU Y. Vortex interactions in a twoside-by-side cylinder near-wake [J]. International Journal of Heat and Fluid Flow, 2005, 26(3): 362-377.

[8] Zdravkovich M.M.the effects of interference between circular cylinders in croos flow.journal of fluids ,1987,1(2):239-261.

[9] DEHKORDI Behzad Ghadiri, MOGHADDAM Hesam Sarvghad, JAFARI Hamed Houri. NUMERICAL SIMULATION OF FLOW OVER TWO CIRCULAR CYLINDERS IN TANDEM  , Journal of Hydrodynamics 2011,23(1):114-126.

[10]Sumner D,price s.j.and wong s.s.T.et al.flow behavior of side-by-side circular cylinders in steady cross-flow.journal of fluid and structures,1999.13(3):309-338.

[11] slaoutia,stansby p.k.flow around two cylinders by the random-vortex method.journal of fluid and structures,1992,6(6):641-670.

[12] Meneghini j.r ,saltaraf and siqueirac .l.r .et al.numerical simulation of flow interference between two circular cylinders in tandem and sid-by-side arrangements.journal of fluids and structures.2001,15(2);327-350.

[13]liu kun ,madong-jun and sunde-jun et al.wake pattems of flow past a pair of circular cylinders in sid-by-side arrangements at low Reynolds numbers.journal of hydrodynamics, ,2007,19(6):690-6970.

[14]Chen l, tuj.y. and yeoh G.H  numerical simulation of turbulent wake flows behind two sid-by-side cylinders.journal of fluids and structures 2003,18(3-4):387-403.

]15 [امین اطمینان، احمد سوهانکار، شانزدهمین کنفرانس سالانه بین المللی( مهندسی مکانیکISME2008) ایران، کرمان، دانشگاه شهید باهنر کرمان،  26-24اردیبهشت 1387.

[16] Rosales J. L., Ortega A. and Humphrey J. A. C., 2001, A Numerical Simulation of the Convective Heat Transfer in Confined Channel Flow Past Square  Cylinders: Comparison of Inline and Offset Tandem Pairs, Int. J. of Heat and Mass Transfer, 44, 587-603.

]17 [حسین عیسوند، علی سلمانی نژاد، احمد شرفی، بررسی تجربی و عددی اثرات نسبت طول و زاویه حمله مختلف بر رفتار حرکتی استوانه با صفحات عمود بر ان/مجله مهندسی مکانیک مدرس، مهر1395، دوره16، شماره7، ص ص121-132.

[18] O. Lehmkuhl, I. Rodríguez, R. Borrell, J. Chiva, and A. Oliva/ Unsteady forces on a circular cylinder at critical Reynolds numbers/ Citation: Physics of Fluids (1994-present) 26, 125110 (2014); doi: 10.1063/1.4904415.

[19] Saman Rashidi Javad Abolfazli Esfahani Mohammad Sadegh Valipour Masoud Bovand Ioan Pop (2016),"Magnetohydrodynamic effects on flow structures and heat transfer over two cylinders wrapped with a porous layer in side", International Journal of Numerical Methods for Heat & Fluid Flow, Vol. 26 Iss 5 pp- Permanent link to this document.:

[20] M. Bovand , S. Rashidi , J.A. Esfahani , S.C. Saha ,Y.T.Gu , M. Dehesht/ Control of flow around a circular cylinder wrapped with a porous layer by magnetohydrodynamic, Journal of Magnetism,401(2016)1078-1087.

[21] Simone Mandelli , Sara Muggiasca , Stefano Malavasi, Pressure field and wake modes analysis of an oscillating cylinder, Ocean Engineering 124(2016)74-83.

[22] Daniel Canuto, and Kunihiko Taira/ Two-dimensional compressible viscous flow around a circular cylinder, J. Fluid Mech. (2015), vol. 785, pp. 349–371, doi:10.1017/jfm.2015.635.

]23 [کامران مبینی؛ مرتضی نیازی،  شبیه‌سازی جریان ناپایدار حول یک استوانه مدور چرخان در اعداد رینولدز مختلف، مهندسی مکانیک تبریز، دوره 46، شماره 4، زمستان 1395، صفحه 249-257.

]24 [عباسقربانی, نعیم و عبدالامیربک خوشنویس، ۱۳۹۶، بررسی تجربی پارامتر ضریب پسا بر روی جریان اغتشاشی دو سیلندر دایروی پشت سرهم در زوایای مختلف، هفدهمین کنفرانس دینامیک شاره ها، شاهرود، دانشگاه صنعتی شاهرود- انجمن فیزیک ایران.

]25 [ دلاوریان, اسحاق؛ ناصر کردانی و قباد شفیعی ثابت، ۱۳۹۵، بررسی عددی تاثیر موانع و حفره های دایروی و مستطیلی روی انتقال حرارت در جریان آشفته، اولین کنفرانس بین المللی دستاوردهای نوین پژوهشی در مکانیک، مکاترونیک و بیومکانیک ، تهران، کنفدراسیون بین المللی مخترعان جهان، دانشگاه جامع علمی کاربردی.

]26 [دیاحسین, محمدصادق؛ محمد حیدرنژاد و علیرضا مسجدی، ۱۳۹۵، بررسی آزمایشگاهی تاثیر فاصله و عرض مانع لوزی بالادست بر عدد استروهال اطراف مانع استوانه ای پایین دست با استفاده از دستگاه ورتکس متر، چهارمین کنگره بین المللی عمران ، معماری و توسعه شهری، تهران،  دبیرخانه دایمی کنفرانس، دانشگاه شهید بهشتی.