شبیه سازی جریان دو بعدی حول استوانه دایروی در حال نوسان به وسیله یک روش مرز مستغرق

در مطالعه حاضر به بررسی عددی جریان آرام حول مقطع یک استوانه نوسان کننده پرداخته شده است. شبیه سازی ها در عدد رینولدزثابت 80 انجام گرفته و فرکانس بی بعد استوانه که دارای مقطع دایروی بوده و در راستای عمود برجریان نوسانات منظمی را انجام می دهددر بازه 0/5 تا 2 تغییر می کند. اثر دامنه نوسان نیز در دو حالت مورد ارزیابی قرار گرفته است. دراغلب پژوهش های قبلی مشابه از روش شبکه متحرک استفاده شده که درآن در هر مرحله زمانی به باز تولید شبکه محاسباتی نیاز می باشد. در این پژوهش یک روش مرز مستغرق که از یک شبکه کارتزینی ثابت استفاده می کند پیشنهاد و مورد ارزیابی قرار گرفته است. روش مرز مستغرق بکار رفته در این مقاله نمونه ای از روشهای اعمال نیرو بصورت مستقیم است که از توابع بکار رفته در روش اعمال نیرو بصورت پیوسته در فرایندهای درونیابی و برونیابی استفاده می کند. نمودارهای ضرایب درگ و برآ، خطوط جریان و کانتورهای ورتسیته از جمله نتایجی هستند که در این تحقیق ارائه شده اند. برای اعتبار سنجی حل عددی، نتایج حاصل از این تحقیق با نتایج موجود در سایر مراجع مقایسه شدها ند که حاکی از عملکرد رضایت بخش روش پیشنهادی در حل مسئله جریان حول مقطع یک استوانه نوسان کننده است. نتایج این پژوهش نشان میدهد که با افزایش دامنه نوسان، مقدار نیروی درگ افزایش می یابد . فرکانس تحریک جسم صلب در فرکانس تولید گردابهها تاثیر غالب دارد به گونه ای که گردابه ها تقریبا با همان فرکانس در جریان تولید و انتشار می یابند. در فرکانس های پایین گردابه های تولید شده در همان سمتی که تولید شدهاند به سمت پایین دست جریان ریخته می شوند ولی با افزایش فرکانس، گردابه ها به سمت مخالف نیز ریخته می شوند علاوه بر این در دامنه نوسان و فرکانس نوسانهای نسبتا بزرگ چند گردابه کوچک و بزرگ در نزدیکی جسم تشکیل می شوند که با حرکت به سمت پایین دست جریان در اثر لزجت از بین رفته و ماهیت خود را به صورت نوسان های نسبتا منظم در خطوط جریان نشان می دهند.

کلیدواژه ها:

استوانه دایروی نوسانی ، روش مرز مستغرق ، فرکانس تولید گردابه ، نقاط لاگرانژی ، نقاط اویلری