بررسی عددی اثر همزمان نوسان زاویه ایی استوانه و افزودن نانوذرات بر ضرایب لیفت، درگ و میدان چرخش در جریان حول استوانه مدور

در این مقاله جریان آرام، دو بعدی، تراکم ناپذیر، لزج و ناپایای نانوسیال آب - اکسید مس حول استوانه مدور با نوسان زاویه ایی در رینولدزهای 100، 150 و 200 به طور عددی در نسبت فرکانسهای نوسان 2 و 1 ، F=0/5، دامنه های نوسان (فرمول درمتن مقاله )و کسر حجمی نانوذرات در محدوده(فرمول درمتن مقاله ) شبیه سازی شده است. معادلات حاکم با روش حجم محدود گسسته سازی شده اند و الگوریتم حل عددی مورد استفاده بر مبنای روش پیزو بوده است. هدف اصلی این مقاله، ارزیابی اثرات کسر حجمی نانوذرات و پارامترهای نوسان بر ویژگیهای جریان اطراف استوانه با نوسان زاویه ایی بوده است. علاوه بر این، پدیده قفل شدگی گردابه ها و اثرات آن بر روی هیدرودینامیک جریان مورد مطالعه قرار گرفته است. طبق نتایج عددی بدست آمده، تغییرات کسرحجمی نانوذرات و پارامترهای نوسان اثرات چشمگیری بر مشخصه های جریان حول استوانه دارند. پس از بررسی اثر افزودن نانوذرات بر فرکانس ریزش گردابه ها از سطح استوانه مشاهده شد که افزودن نانوذرات به سیال پایه، سبب کاهش فرکانس ریزش گردابه ها از سطح استوانه میشود. همچنین اثر همزمان نسبت فرکانس نوسان و کسر حجمی نانوذرات بر ضریب درگ بررسی شد و مشاهده شد که ضریب درگ در محدوده فرکانس های قفل شدگی به طور چشمگیری افزایش مییابد و در نسبت فرکانس های نوسان2 وF=1 با افزودن کسر حجمی نانوذرات، ضریب درگ افزایش قابل ملاحظه ایی داشته است. پس از بررسی اثر همزمان کسر حجمی نانوذرات و دامنه نوسان بر ضریب درگ متوسط مشاهده شد که افزودن کسر حجمی نانوذرات نسبت به افزودن دامنه نوسان، تاثیر بیشتری بر افزایش ضریب درگ دارد.

کلیدواژه ها:

نانوسیال ، استوانه مدور ، نوسان زاویهایی ، مدل کورچیونه ، ضریب درگ ، میدان چرخش ، پدیده قفل شدگی گردابه ها