مکانیک سیالات و آیرودینامیک
سال:1395 | دوره:5 | شماره:1 |تعداد مقالات:6

در این تحقیق، جریان حول بال های مثلثی ساده، مرکب و الماسی به طول وتر ریشه 360 میلی متر با زوایای پسگرایی به ترتیب،°50، °65/°80 و °53، با استفاده از رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ و مدل زیرشبکه ای اسماگورینسکی- لیلی بررسی شده است. ضرایب آیرودینامیکی بال های مثلثی مذکور محاسبه شده و با نتایج عددی و تجربی موجود مقایسه شده که تطابق خوبی با نتایج تجربی مشاهده می شود. شرایط مرزی استفاده شده، به منظور انجام محاسبات هواصوتی به این صورت است که سرعت جریان آزاد برابر 50 متر بر ثانیه، عدد رینولدز بر پایه وتر ریشه برابر 1.2×106 و عدد ماخ 0.147 در زاویه حمله 15 درجه می باشند. نتایج صدای دریافتی از میکروفن های قرار گرفته در ناحیه دنباله بال های مورد مطالعه، به صورت چگالی طیف قدرت، فشار صوتی، تراز فشار صدا و دامنه صدا مورد بررسی قرار گرفته اند. تراز فشار صدای دریافتی توسط میکروفن قرار گرفته در فاصله 1.835 متری از نوک بال های مذکور در بازه عدد استروهال 0 الی 1 به ترتیب بین 24 الی 69، 10 الی 54 و 9 الی 44 دسی بل متغیر است که از لحاظ مخفی کاری صوتی، بیان گر ارجحیت بال الماسی نسبت به دو بال دیگر می باشد.

تحقیق پیش رو به منظور بررسی تجربی نوع شکست و میزان نفوذ جت مایع در جریان پاشش متقاطع صورت گرفته است. برای مطالعه پارامترهای مورد نظر از تکنیک شلرین استفاده شده است. این تکنیک ترکیبی از آینه های مقعر و عدسی های محدب است که در صورت وجود دوربین پر سرعت و منبع نور مناسب امکان ثبت تصاویر مفید و کاربردی وجود خواهد داشت. در نهایت، با پردازش تصاویر توسط نرم افزار می توان به اطلاعات موردنیاز دست یافت. آزمایش در دما و فشار محیط و سرعت گاز مادون صوت انجام شد. دو عامل مهم بر میزان نفوذ جت، نسبت شار مومنتوم و عدد وبر می باشند. در این تحقیق، نسبت شار مومنتوم بین 32 تا 57 و عدد وبر گاز بین 0.5 تا 1 در نظر گرفته شده اند. دو نوع شکست قابل مشاهده است: شکست ستونی و شکست سطحی. ارتباطی بین نفوذ جت با نسبت شار مومنتوم، عدد وبر، طول شکست در جهت جریان و طول شکست در راستای عمود بر جریان به دست آمده است. طبق نتایج، کاهش سرعت جریان گاز و افزایش نسبت شار مومنتوم افزایش نفوذ پذیری را در پی دارد. همچنین، شکست سطحی تولید ذرات بیشتری را نسبت به شکست ستونی به همراه دارد.

توربین داریوس توربین بادی محور عمودی بر پایه نیروی برآ است که به دلیل طراحی ساده و عدم وابستگی به جهت باد مورد توجه محققان قرارگرفته است. به دلیل افزایش زاویه حمله پره در سرعت های نوک پایین و ایجاد واماندگی دینامیکی، در اساس این توربین ها با مشکل خود راه اندازی مواجه بوده و بازدهی کم تری نسبت به توربین های بادی محور افقی دارند. در این مقاله، اثرات زاویه گام پره بر کاهش واماندگی دینامیکی این توربین بادی داریوس بررسی شده و یک سامانه تنظیم زاویه گام (با زاویه گام متغیر پره) پیشنهاد شده که می تواند دامنه و نرخ افزایش زاویه حمله در یک دور چرخش توربین را در مقایسه با توربین با زاویه گام ثابت تغییر داده و اثرات منفی واماندگی دینامیکی را از بین ببرد. در این مطالعه، شبیه سازی ها به صورت غیردائمی و دوبعدی و با استفاده از CFD انجام شده و برای چرخش روتور توربین از روش شبکه بندی متحرک استفاده شده است. با مقایسه پره هایی با زوایای گام ثابت مختلف (°3± و °6 ± و °9± و °12±) نتیجه گیری شد که تنظیم گام در زاویه °3- سبب به تاخیر افتادن جدایش جریان و کاهش واماندگی دینامیکی می شود. همچنین، مشاهده شد که یک توربین داریوس مجهز به زاویه گام متغیر می تواند در سرعت های نوک کم جدایش جریان را روی پره ها از بین ببرد و با به تاخیر انداختن یا حذف واماندگی دینامیکی، سبب افزایش بازدهی در طی تمامی سرعت های کاری توربین (در مقایسه با توربین با زاویه گام ثابت) شود.

در این مقاله جریان دوبعدی آرام حول دو استوانه بیضوی داخل یک کانال با آرایش های مختلف به طور عددی با استفاده از روش شبکه بولتزمن در اعداد رینولدز مختلف بررسی شده است. برای مدل سازی شرط عدم لغزش در مرز منحنی جامد از یک شرط مرزی منحنی مرتبه دوم استفاده شده است. روش عددی به همراه شرایط مرزی به کار رفته در شبیه سازی جریان حول یک استوانه دایروی صحت سنجی شده است. طبق این نتایج، استوانه اول با توجه به موقعیتش در برابر جریان در آرایش ردیفی بیشترین مقدار نیروی پسا و در آرایش درکنارهم کمترین مقدار آن را دارد. البته، استوانه دوم به دلیل تاثیرپذیری از استوانه اول دارای رفتار پیچیده تری است. برخلاف جریان دائم که در آن بیشترین مقدار نیروی برآ در آرایش درکنارهم بر استوانه ها وارد می شود، در جریان غیردائم به دلیل ریزش گردابه ها و اثرات تداخلی ناشی از وجود گردابه ها در آرایش جابجاشده مقدار نیروی برآی بیشتری بر استوانه ها وارد می شود. در ضمن، عدد اشتروهال در آرایش ردیفی از آرایش جابجاشده بیشتر بوده و در آرایش درکنارهم ریزش گردابه مشاهده نشد.

در این مقاله، طراحی و ساخت یک منبع نوری پرتوان پالسی جهت استفاده در تصویربرداری از ذرات به کمک روش سایه نگاری تشریح شده است. با توجه به کنتراست بالای تصاویر در روش سایه نگاری و عدم نیاز به منبع نور پرقدرت، از دیودهای نوری (LED) متعارف به جای لیزر در این منبع نوری استفاده شده. بنابراین، سامانه ساخته شده در بسیاری از مشخصات قابل مقایسه با نمونه های روش PIV می باشد. منبع نور پالسی ساخته شده حداقل پهنای پالس125 ns ، فرکانس500 Hz و حداکثر جریان عبوری15 A را تامین می کند. جهت همزمانی پالس های نوری و زمان باز و بسته شدن شاتر دوربین، یک همزمان ساز نیز متناسب با مشخصات دوربین و منبع نور طراحی شده است. هم چنین، در این کار با استفاده از تکنیک یک فریم-چند نور امکان جایگزینی دوربین های پرسرعت با نمونه های تجاری DSLR مورد مطالعه قرار گرفته است. تصاویر گرفته شده به کمک یک دوربین معمولی (DSLR) نشان می دهد که قطرات با سرعتی در حدود 20-30 m/s و اندازه ای در حدود100-200 um قابل شناسایی هستند.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.