تأثیر نسبت ابعاد مدل به نمونه اصلی در بار وارد بر سیلندر در مسائل جریان با سطح آزاد

نوع مقاله: سایر مقالات

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای تخصصی، مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

برای بررسی تجربی و عددی مسائل با سطح آزاد باید در ابتدا مسأله آنالیز ابعادی شود. این آنالیز بدان علت انجام می گیرد تا اعداد بدون بعد مسأله تعیین شوند. پس از تعیین این اعداد در بررسی تجربی پدیده، مجموعه آزمایشگاهی و نمونه باید به گونه ای انتخاب شوند که اعداد بدون بعد پدیده اصلی در ابعاد واقعی با اعداد بدون بعد نمونه آزمایشگاهی یکی باشند. در مسائل سطح آزاد، متأسفانه در بررسی های تجربی تنها به یکی از این اعداد توجه می شود. باید توجه داشت در صورتی که در مطالعه تجربی همه اعداد بی بعد مد نظر قرار نگیرند، خود نتایج تجربی در ابعاد کوچک یا بزرگ نسبت به نمونه اصلی اختلاف زیادی دارند و این اختلاف به ابعاد مدل بستگی دارد. با توجه به این که در سالیان اخیر مسئله سیلندر قائم قرار گرفته در جریان سطح آزاد مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است، لذا در این تحقیق به بررسی تأثیر ابعاد مدل در نتایج نیروی وارد بر مدل در مقایسه با نیروی وارد بر نمونه اصلی پرداخته شده است تا میزان وابستگی خطای مدل سازی روش آزمایشگاهی بر حسب مقیاس مدل مشخص شود. این تحقیق نشان می دهد که نتایج عددی مدل در صورت برقراری تشابه کامل بین نمونه اصلی و مدل در هر مقیاسی با نتایج نمونه اصلی هم خوانی دارد در صورتی که نتایج روش آزمایشگاهی که از تشابه غیر کامل برخوردار است، بسیار وابسته به ابعاد مدل می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Fox RW, Pritchard PJ, McDonald AT (2007)  Introduction to fluid mechanis.

[2] Shames, Irving H (2003) Mechanics of Fluides. McGraw-Hill.

[3] Chakrabartia SK, DL Kriebel, Berek EP (1997) Forces on a single pile caisson in breaking waves and current. APPL OCEAN RES 19(2):113-140.

[4] Chaplin JR, Teigen P (2003) Steady flow past a vertical surface-piercing circular cylinder. J Fluid Struct 18(s 3–4): 271-285.

[5] Koo B, Suh J (2010) Simulation of two-phase flow past a vertical surface-piercing cylinder. 8th Int. Conf. on Nanochannels, August 1-5, Montreal, Canada.

[6] Yu G, Avital E (2006) Large eddy simulation of flow past free surface piercing circular cylinders. 7th Int. Conf. on HydroScience and Eng. Philadelphia, USA September 10-13, (ICHE 2006).

[7] Harlow F, Welch JE (1965) Numerical calculation of time-dependent viscous incompressible flow of fluid with a free surface. Phys Fluid 1: 2182-2189.

 [8] Cassio MO, Murilo FT, Jose AC, Sean M (2008) An implicit technique for solving low Reynolds number moving free surface flows.  J comput Phys 1: 7446-7468.