بررسی تجربی دنباله در یک سیلندر بیضوی تحت تأثیر سیم اغتشاش ساز

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشیار، گروه مهندسی مکانیک دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار

2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار

چکیده

در این تحقیق به بررسی رفتار و مشخصه‌های دنبالۀ جریان در یک سیلندر بیضوی با زاویه حمله صفر درجه، تحت تأثیر سیم اغتشاش‌ساز با استفاده از روش تجربی، پرداخته شده است. بدین منظور، از یک استوانه با سطح مقطع بیضوی از جنس آلومینیم، دارای طول mm 390، قطر بزرگ mm 4/42 و قطر کوچک mm 2/21 استفاده شده است. مدل سیلندر، در اُتاقک آزمون یک دستگاه تونل باد دمشی مورد آزمایش قرار گرفته است. اعداد رینولدز آزمایش نسبت به قطر بزرگ 25700 و 51400 به ترتیب برای سرعت‌هایm/s 10 و m/s 20 می‌باشند. سیم‌های اغتشاش‌ساز با قطرهای mm 5/0، mm 1 و mm 5/1 به‌صورت متقارن بر روی سیلندر بیضوی، هر کدام در زاویه‌های صفر درجه، 7/23 درجه و 9/40 درجه نسبت به نقطه سکون مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. ضریب پسا برای سیلندر بیضوی صاف در هر دو عدد رینولدز در حدود مقدار 6/0 است. نتایج نشان می‌دهند که در بهترین حالت ممکن، ضریب پسا برای سیم mm 5/0 به میزان 75% کاهش می-یابد. همچنین در بهترین حالت ممکن برای سیم‌های mm 1 و mm 5/1، ضریب پسا به ترتیب 9/56% و 5/65% کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]  Igarashi T (1986) Effect of tripping wires on the flow around a circular cylinder normal to an airstream. Bull Jpn Soc Mech Eng 29(255): 2917-2924.

[2]  Zhou C, Wang L, Huang W (2007) Numerical study of fluid force reduction on a circular cylinder using tripping rods. J Mech Sci Technol 21(9): 1425-1434.

[3]  Missirlis D, Yakinthos K, Palikaras A, Katheder K, Goulas A (2005) Experimental and numerical investigation of the flow field through a heat exchanger for aero-engine applications. Int J Heat Fluid Flow 26(3): 440-458.

[4]  Hover F, Tvedt H, Triantafyllou M (2001) Vortex-induced vibrations of a cylinder with tripping wires. J Fluid Mech 448: 175-195.

[5]  Fukudome K, Watanabe M, Iida A, Mizuno A (2005) Separation control of high angle of attack airfoil for vertical axis wind turbines. AIAA 50: 30-41.

[6]  Quadrante LAR, Nishi Y (2014) Amplification/suppression of flow-induced motions of an elastically mounted circular cylinder by attaching tripping wires. J Fluid Struct 48: 93-102.

[7]  Ota T, Nishiyama H, Taoka Y (1987) Flow around an elliptic cylinder in the critical Reynolds number regime. J Fluid Eng-T ASME 109(2):149-155.

[8]  Ezadi Yazdi MJ, Bak Khoshnevis A, (2016) Experimental investigation of the characteristics of the wake of a rotating circular cylinder at different Reynolds numbers and speed ratios. J Fluid Mechanics & Aerodynamics 4(1): 51-46. (In persion)

[9]  Ezadi Yazdi MJ, Bak Khoshnevis A, (2016) Experimental Investigation of the Effect of Reducing the Drag Coefficient on the Cylinder by Hot-Wire Anemometry. J Mechanical Engineering 46(2):19-30. (In persion)

[10] Ezadi Yazdi MJ, Bak Khoshnevis A, Experimental investigation of characteristics of the flow wake around a elliptic cylinder at different Reynolds Numbers. J Mechanical Engineering Article in press. (In persion)

[11] Ezadi Yazdi MJ, Safavi Rad A, Bak Khoshnevis A, (2016) Experimental investigation of mean velocity profiles and turbulence intensities around an elliptic cylinder in the different Reynolds numbers. 1st International Conference on Mechanical and Aerospace Engineering, Tehran University, Tehran, Iran.

[12] Ezadi Yazdi MJ, Bak Khoshnevis A, (2016) Experimental investigation of flow characteristics around an elliptic cylinder near a flat plate. J Fluid Mechanics & Aerodynamics 4(2): 19-35. (In persion)

[13] Ezadi Yazdi MJ, Bak Khoshnevis A, Nazari S, and Neshat AR, (2016) Experimental investigation of flow past an elliptic cylinder near a plane wall. 24th Annual International Conference on Mechanical Engineering ISME2016, Yazd University, Yazd, Iran, 26-28 April.

[14] Paul I, Arul Prakash K, Vengadesan S (2014) Numerical analysis of laminar fluid flow characteristics past an elliptic cylinder: A parametric study. Int J Numer Method H 24(7): 1570-1594.

[15] Bak Khoshnevis A, Foroozesh F, Pedram M, Vahidi M (2012) Experimental investigation on drag coefficient reduction due to tripping wire on a cylinder. J Solid and Fluid Mechanics 2(2):81-90. (In persion)

[16] Alonso G, Meseguer J, Sanz-Andrés A, Valero E (2010) On the galloping instability of two-dimensional bodies having elliptical cross-sections. J Wind Eng Ind Aerod 98(8): 438-448.

[17] Flynn MR, Eisner AD (2004) Verification and validation studies of the time-averaged velocity field in the very near-wake of a finite elliptical cylinder. Fluid Dyn Res 34(4): 273-288.

[18] Alam MM, Sakamoto H, Moriya M (2003) Reduction of fluid forces acting on a single circular cylinder and two circular cylinders by using tripping rods. J Fluid Struct 18(3): 347-366.

[19] Lotfollahi Yaghin MA, Mojtahedi A (2010)  Hydrodynamic parameter of flow around a cylindrical pile and its numerical and experimental modeling. J Marine Engineering 5(10): 97-104. (In persion)

[20] Saniei Nejad M (2006) Fundamentals of turbulent flows and turbulence modeling. Publishers  of Danesh Negar, Tehran. (In persion)

[21] Khan WA, Culham RJ, Yovanovich MM (2005) Fluid flow around and heat transfer from elliptical cylinders: analytical approach. J Thermophys Heat Tr 19(2):178-185.

[22] Lu B, Bragg MB (2002) Experimental investigation of the wake-survey method for a bluff body with highly turbulent wake," AIAA 30: 30-60, 2002.

[23] Van Dam CP (1999) Recent experience with different methods of drag prediction. Progress in Aerospace Sciences 35(8): 751-798.

[24] Behara S, Mittal S (2011) Transition of the boundary layer on a circular cylinder in the presence of a trip. J Fluid Struct 27(5): 702-715.

[25] Lindsey W (1938) Drag of cylinders of simple shapes. Citeseer, NACA Report.