اثر جریان شتابدار بر لایه مرزی آشفته بر روی صفحه تخت

تقریبا تمامی اجسام متحرک تا رسیدن به سرعت نهایی خود در حال شتاب گیری هستند . بخصوص در بعضی از کاربردها این مقدار شتاب قابل توجه است. لذا بررسی دقیق رفتار جریان، تحت این شرایط موردتوجه است. در این پژوهش جریان آشفته شتابدار تحت چهار شتاب مختلف بر روی صفحه تخت موردبررسی قرارگرفته است. اکثر اجسام مکانیکی شکلی مشابه صفحه تخت دارند بنابراین بررسی صفحه تخت همچنان مورد اهمیت است. در این تحقیق ابتدا جریان با سرعت ثابت بر روی صفحه تخت شبیه سازی شده است، سپس طی اعمال شتاب های مختلف، جریان از سرعت اولیه s 1 m به سرعت نهایی s 6 m رسیده است. مدل آشفتگی مورداستفاده مدل K-ω-SST-intermittency بوده که بیشترین تطبیق را با نتایج تجربی و حل تحلیلی در حالت پایا دارد. در این تحقیق اثر جریان شتابدار بر ضخامت لایه مرزی، انرژی جنبشی آشفتگی و تنش برشی دیواره مورد بررسی قرار گرفت . نتایج بدست آمده نشان می دهد که در شتابهای کند اعمالی، رفتار جریانتقریبا مشابه جریان پایا است درصورتیکه با افزایش اندازه شتاب اعمالی پدیده bypass-like-transition مشاهده شده است. این پدیده خود را به صورت نوعی تاخیر زمانی در آغاز پدیده های آشفتگی نشان میدهد. ضخامت لایهمرزی متاثر از شتاب اعمالی به جریان بوده و هرچه شتاب اعمالی به جریان بیشتر باشد ضخامت لایه مرزی کمتر شده و گرادیان سرعت در نزدیک صفحه بیشتر می شود.. همچنین با اعمال شتاب شدید به جریان رشد انرژی جنبشی آشفتگی با تاخیر زمانی قابل توجهی آغاز میشود. هرچه شتاب اعمالی به جریان بیشتر باشد، میزان تاخیر زمانی بیشتر است. از طرفی تنش برشی آشفتگی نیز به دلیل پدیده bypass-like-transition با تاخیر زمانی شروع به رشد می کند. این امر نشان دهنده نوعی بی خبری جریان از تغییرات است. هر چه شتاب اعمالی به جریان بیشتر باشد، میزان بی خبری جریان از تغییرات به وجود آمده بیشتر است. پس از گذر از این دوره بی خبری تنش برشی در جریانی که تحت شدیدترین شتاب است، با نرخ بالایی شروع به رشد کرده و به مقادیر بالایی می رسد.

Keywords:

صفحه تخت , جریان شتابدار , جریان آشفته , جریان ناپایا