فرونشانی پدیده ریزش گردابه از پشت سیلندرهای استوانهای با استفاده از صفحات منحرف کننده کوتاه

پدیده ریزش گردابه از پشت سیلندرهای استوانه ای باعث القاء نیروهای نوسانی لیفت و درگ به این سیلندرها می شود. می توان با قرار دادن صفحات منحرف کننده جریان و یا حتی یک سیلندر استوانه ای دیگر در پایین دستِ سیلندر اصلی، این پدیده را فرو نشاند و باعث کاهش نیروهای القاء شده توسط سیال شد. در مقاله حاضر با حل عددی میدان جریان آرام، لزج و دوبعدی گذرنده از سیلندر استوانه ای و صفحه منحرف کننده در پایین دست آن، چگونگی فرو نشانی پدیده ریزش گردابه به کمک صفحات منحر ف کننده کوتاه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است . بمنظور حل میدان جریان از روش حجم محدود در شبکه کارتزین استفاده شده و همچنین جهت اعمال شرط عدم لغزش بر روی اجسام جاسازی شده در میدان ) سیلندر استوانه ای و صفحه منحرف کننده(، روش سلول شبح به همراه تکنیک مقدارِ بزرگ جمله چشمه بکارگیری شده اند. قبل از حل میدان جریان در اطراف سیلندر استوانه ای با صفحه منحرف کننده، دقت و صحت روش، با شبیه سازی جریان در اطراف سیلندر استوانه ایِ تنها، مورد اعتبارسنجی قرار گرفته است . نتایج حاصله در تطابق کامل با دیگر نتایج عددی و آزمایشگاهی موجود، می باشد. شبیه سازی های عددی صورت گرفته برای سیلندر استوانه ای با صفحه منحرف کننده، در اعداد رینولدز 40،‌ 100 و 150 و محدوده(برای استفاده از فرمول به متن مراجعه شود) بوده که در آن D سیلندر و Z وG به ترتیب فواصل عمودی و افقی بین لبۀ ابتدایی منحرف کننده با خط مرکزی و ته سیلندر میباشند. مقادیر بحرانی GوZ که در آنها پدیده ریزش گردابه بطور کامل فرونشانده می شود، محاسبه گشته اند. نتایج نشان می دهد که ضرایب لیفت و درگ نیز وابستگی بسیاری به Z و G داشته و در مقادیر مشخصی از آنها، به حداقل مقدار خود کاهش مییابند.

Keywords:

سیلندر استوانهای , صفحه منحرفکننده , ریزش گردابه , حجم محدود , شبکه کارتزین