مطالعه عددی جریان سیال کنترل شده حول استوانه با محرک های ترکیبی

نوع مقاله: مقاله مستقل

نویسنده

استادیار گروه مهندسی مکانیک دانشگاه حکیم سبزواری

چکیده

در مقاله حاضر جهت تغییر الگوی جریان روی استوانه، میدان جریان تشکیل شده حول استوانه کنترل شده است. روش‌های کنترل جریان به دو دسته فعال و غیر فعال تقسیم می‌شوند. در کار حاضر از روش ترکیبی جهت کنترل استفاده می‌شود یعنی صفحه جداکننده در منطقه دنباله به عنوان روش غیر فعال همراه با محرک الکتروهیدرودینامیکی (روش فعال) به طور همزمان به کار گرفته شده‍‍ اند. برای شبیه سازی جریان معادلات ناویراستوکس برای میدان سیال و معادلات پایستاری بار الکتریکی و پواسون برای میدان الکتریکی به صورت عددی با روش حجم محدود حل شده اند. طول صفحه جداکننده برابر قطر استوانه و مانند آن متصل به زمین است . الکترود سیمی و سطح استوانه برای تحریک الکتروهیدرودینامیکی استفاده گردید. محاسبات برای اعداد رینولدز پایین 40Re= و اختلاف پتانسیل 20,10 kV انجام شده است. نتایج نشان میدهد وجود صفحه جداکننده در عدد رینولدر پایین منطقه دنباله را پایدار نمی کند و گردابه های پشت استوانه شروع به حرکت می کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Hauksbee F (1719) Physico-mechanical experiments on various subjects. London, 46-47.

[2] Chattock AP (1899) On the velocity and mass of ions in the electric wind air. Phil  Magazine 48: 401-420.

[3] Marco SM, Velkoff HR (1963) Effect of electrostatic fields on free convection heat transfer from flat plates. ASME Paper No. 63-HT-9.

[4] اسماعیل زاده الف، آقازینالی م (1385) مدل سازی عددی جریان سیال حول استوانه تحت تأثیر یک محرّک الکتروهیدرودینامیکی. مجله فنی دانشگاه تبریز 9-1 :30.

[5] Artana G, Sosa R, Moreau E, Touchard G (2002) Control of the near-wake flow around a circular cylinder with electrohydrodynamic actuators. Exp Fluids 35: 580-588.

[6] Leger L, Moreau E, Touchard G (2002) Effect of a DC corona electrical discharge on the air flow along a flat plate. Ieee T Ind Appl 38(6): 1478-1485.

[7] Artana G, Adamo JD, Leger L, Moreau E, Touchard G (2001) Flow control with electrohydrodynamic actuators. 39th AIAA Aerospace Conf., Reno, Paper 03-51.

[8] Chang JS, Brocilo D, Urashima K, Dekowski J, Podlinski J, Mizeraczyk J, Touchard G (2006) Onset of EHD turbulence for cylinder in cross flow under corona discharges. J Electrostat 64: 569-573.

[9] Roshko A (1954) On the drag and shedding frequency of two-dimensional bluff bodies. National advisory committee for aeronautics, Technical Note 3169, 1-29.

[10] Bearman PW (1965) Investigation of the flow behind a two dimensional model with a blunt trailing edge and fitted with splitter plates, J Fluid Mech 21: 241-255.

[11] Lin SY, Wu TM (1994) Flow control simulations around a circular cylinder by a finite volume scheme. Numer Heat Tr A-Appl 26: 301.

[12] Ozono S (2000) Flow control of vortex shedding by asymmetrically arranged plates. J Theoret Appl Mech 49: 191-196.

[13] JY Hwang, KS Yang, SH Sun (2003) Reduction of flow-induced forces on circular cylinder using a detached splitter plate. Phys Fluids 15(8): 2433-2436.

[14] Akilli H, Sahin B, Tumen NF (2005) Suppression of vortex shedding of circular cylinder in shallow water by a splitter plate. Flow Meas Instrum 16: 211-219.

[15] Tiwari S, Chakraborty D, Biswas G, Panigrahi PK (2005) Numerical prediction of flow and heat transfer in a channel in the presence of a built-in circular tube with and without an integral wake splitter. Int J Heat Mass Tran 48: 439-453.

[16] Kasayapanand N (2008) Electrohydrodynamic enhancement of heat transfer in vertical fin array using computational fluid dynamics technique. Int Commun Heat Mass 35: 762-770.

[17] Landau LD, Lifshitz EM (1963) Electrodynamics of continuous media. Pergamon, New York.

[18] Grosu FP, Bologa MK (1968) Similarity criteria for convective heat exchange in an electric field. Appl Elec Phenom (USSR) 20:120-125

[19] Batchelor GK (2000) An introduction to fluid dynamics. Cambridge mathematical library.