کنترل جریان آشفته اطراف سیلندر با استفاده از ترکیب صفحه و سیلندر کنترلی

در این مقاله جریان آشفته اطراف یک سیلندر با استفاده از یک پیکربندی کنترلی جدید شامل صفحه جداکننده در پاییندست جریان و سیلندر کنترلی در بالادست جریان بهصورت عددی شبیهسازی شده است. عدد رینولدز جریان برابر ۱۳۱۰۰ در نظر گرفته شد که شامل ریزش گردابههای نامتقارن اطراف سیلندر است. نهایتا پارامترهایی نظیر ضرایب پسا، برآ و توزیع ضریب فشار روی سطح مورد بررسی قرار گرفته است. مدل آشفتگی $K \omega-sst$ بهمنظور محاسبهی ترمهای تنش رینولدز به کار گرفته شد. برای ارزیابی کارایی این پیکربندی در کاهش نیروهای نوسانی وارد بر سیلندر، ابتدا یک صفحه به طول $L$ در پاییندست جریان به سیلندر اصلی متصل و طول آن تغییر داده شد تا طول بهینهی صفحه برای کنترل جریان به دست آید. نتایج نشان داد که اضافه شدن صفحهی کنترلی، تاثیر قابل توجهی بر ساختار جریان دارد و دامنهی نوسانات ضریب برآ و مقدار متوسط ضریب پسای سیلندر را به مقدار قابل توجهی کاهش میدهد. در قسمت دوم یک سیلندر کنترلی با قطری کمتر از قطر سیلندر اصلی در بالادست آن قرار گرفت و فاصلهی آن تا سیلندر اصلی تغییر داده شد. مشخص شد که سیلندر کنترلی در بعضی از فواصل تاثیر مثبت چندانی بر دامنهی نوسانات ضریب برآی سیستم ندارد در حالی که در همهی فواصل بررسی شده، سیلندر کنترلی ضریب پسای سیستم را کاهش میدهد. در ادامه سیلندر به همراه ترکیب همزمان سیلندر کنترلی و صفحهی جداکننده در یکربندیهایبهینهی به دست آمده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که این پیکربندی باعث کاهش قابل توجه ضرایب برآ و پسای کل سیستم شده و کارآیی آن خصوصا در کاهش ضریب پسا از هرکدام از حالتهای سیلندر کنترلی و صفحهی جداکننده به تنهایی، به مراتب بهتر است.

Keywords:

جریان مغشوش , جریان اطراف سیلندر , کنترل غیرفعال , ریزش گردابه , صفحهی جداکننده , سیلندر کنترلی