شبیه سازی برخورد و پایداری حرکت اجسام با هندسه استوانه و کره در آب

حرکت اجسام صلب در یک سیال در برخی فرایندهای صنعتی نظیر استخراج نفت و ذغال سنگ، فیلتراسیون، ساخت پیشران جت، صنایع دریایی، الکترونیک و غیره کاربرد دارد. بنابراین در طی ده ههای اخیر مطالعه برخورد هیدرودینامیک اجسام جامد با سطح آب که سیالی نیوتنی میباشد مورد توجه ویژه طراحان این مبحث قرار گرفته است. در مقاله حاضر به بررسی نحوه حرکت کره و استوانه در محیطی حاوی سیال پرداخته شد. بر اساس نتایج بدست آمده، توزیع تنش در استوانه غیر یکنواخت تر از کره میباشد . این توزیع نامتقارن تر باعث انحراف بیشتر آن در هنگام فرو رفتن در آب میشود. زمان سقوط دو جسم در هوا تا رسیدن به سطح آب برای استوانه 0/62 و برای کره 0/64 ثانیه میباشد. این اختلاف 0/02 ثانیه ای که بسیار ناچیز میباشد به این دلیل است که دو جسم در هوا تا رسیدن به سطح آب ارتفاع طولانی را طی نمیکنند. اما زمان رسیدن از زمان برخورد به سطح آب تا کف مخزن برای استوانه و کره به ترتیب 0/718 و 0/62 ثانیه میباشد. دلیل این اختلاف 0/098 ثانیه ای این است که مقاومت ناشی از ویسکوزیته آب بر روی هندسه مستطیلی بیش از دایره است و باعث تاخیر در رسیدن آن به کف مخزن میشود.

کلیدواژه ها:

سقوط آزاد ، شبیه سازی عددی ، هندسه های کروی و استوانه ای ، 3دو فازی