بهینه سازی سامانه های هیدرودینامیکی از طریق کاهش نیروی درگ توسط ارتعاشات اولتراسونیک

نیروی درگ یا بازدارنده حرکت همواره یکی از موانع طراحی و بهر هبرداری در وسایل نقلیه هوایی، زمینی و دریایی بوده است وبه عنوان یکی از چالش های مهم و بح ثبرانگیز در علم سیالات مطرح گردیده است. رو شهای متنوع زیادی جهت کاهش نیروی درگ اصطکاکی موردمطالعه قرارگرفته و نتایج آن در برخی موارد مطلوب و ثمربخش بوده است. ازجمله رو شهای مهم در کاهش نیروی درگ می توان به سوپر کاویتاسیون، استفاده از میکرو حباب ها، محلول های سورفکتانت، پوشش های نانو، پوشش های تطبیقی، حفره هوا و غیره اشاره کرد که هرکدام از این رو شها دارای مزایا و معایب و محدودی تهای خاص بوده و نیاز به رو شهای مناسب تر و کارآمدتر احساس می گردد.در این مقاله استفاده از ارتعاشات اولتراسونیک جهت کاهش نیروی درگ مطر حشده و موردمطالعه قرارگرفته است. روش مطالعه به صورت تجربی بوده و بدین منظور سیستم آزمایشگاهی طراحی و ساخته شد. نیروی درگ ایجادشده بین سطح جامد و مایعات مختلف در حالتی که ارتعاشاتی وجود نداشت با محاسبه گشتاور چرخشی به دست آمد سپس نیروی درگ در حالت اعمال ارتعاشات فراصوت با فرکانس 20 kHz اندازه گیری شد. نتایج به دست آمده از آمایش های تجربی نشان داد که اعمال ارتعاشات به جسم جامد غوطه ور در مایعات مختلف می تواند نیروی درگ را کاهش دهد و مقدار کاهش نیروی درگ بستگی به دامنه ارتعاشات و دمای جوش مایعات دارد. حداکثر کاهش نیروی درگ در مایع تینر و به مقدار حدودا 78 درصد و با اعمال دامنه ارتعاشات 25 میکرون و حداقل کاهش نیروی درگ برای روغن و با اعمال ارتعاشات با دامنه 10 میکرون به دست آمد و در تمامی آزمون ها، نیروی درگ با اعمال ارتعاشات اولتراسونیک کاهش یافت.

کلیدواژه ها:

نیروی درگ ، ارتعاشات اولتراسونیک ، سوپر کاویتاسیون ، میکرو حباب ها