شبیه سازی عددی ارتعاشات ناشی از جریان حول استوانه یک درجه آزادی و دو درجه آزادی با روش گردابه تصادفی-المان مرزی

در این تحقیق، شبیه سازی عددی و دو بعدی جریان سیال نیوتنی حول یک استوانه در دو حالت نوسانی یک درجه آزادی و دو درجه آزادی، در رژیم جریان آشفته، با استفاده از روش گردابه تصادفی-المان مرزی انجام شده است. به منظور شبیه سازی ارتعاشات استوانه در راستای عمود بر جریان از مدل ارتعاشی جرم، فنر و دمپر استفاده شده است. در عدد رینولدز 10(4) برای رژیم جریان آشفته، با نسبت جرمی 11 ، نسبت میرایی 0/001 و سرعت کاهیده 7 برای استوانه دو حالت یک درجه آزادی و دو درجه آزادی مقایسه شده است. مقایسه نتایج حل عددی با نتایج آزمایشگاهی نشان داد که روش المان مرزی-گردابه تصادفی دقت بالاتری نسبت به سایر روش های عددی، به دلیل عدم استفاده از مدل های توربولانسی و عدم شبکه بندی میدان حل، را دارد. مشاهده شد که در فرکانس های نزدیک به محدوده تشدید، دامنه جابه جایی سیلندر افزایش می یابد و الگوی جریان به صورت مد 2P می باشد. برای استوانه دو درجه آزادی در سرعت کاهیده 7، پدیده تشدید صورت می گیرد و استوانه بزرگ ترین دامنه پاسخ در راستای جریان را دارد. همچنین مد 2T برای الگوی ریزش گردابه در این سرعت کاهیده دیده می شود که تفاوت اساسی بین نوسان یک درجه آزادی در جهت Y و نوسان دو درجه آزادی در جهت Y,X را نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

ارتعاشات ناشی از جریان ، گردابه تصادفی ، المان مرزی ، پدیده تشدید ، جریان آشفته