تاثیر زوایه جهت گیری جریان نسبت به نیروی گرانش و سرمایش دیواره بر انتقال حرارت و ارتعاشات ناشی از جریان حول استوانه الاستیک

در مطالعه حاضر تاثیر سرمایش دیواره و زاویه جریان بر ارتعاش ناشی از گردابه حول استوانه دایروی تحت تاثیر گرانش حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. استوانه بر بستر الاستیک قرار گرفته و می تواند آزادانه در جهت جریان و عمود بر آن ارتعاش کند. زاوبه برخورد جریان به استوانه از صفر درجه (در جهت y و بر خلاف گرانش) تا ‎۹۰ درجه (عمود برگرانش) تغییر می کند و دمای استوانه کمتر از جریان اصلی ا ست. به منظور تحلیل عددی مستئله اندرکنش سازه- سیال-حرارت در مطالعه حاضر، معادلات حرکت جسم صلب با روش انتگرال گیری اولر حل شده و به صورت دو طرفه با حلگر حجم محدود سیال و دما کوپل می گردد. اعتبار سنجی روش عددی از طریق مقایسه نتایج انتقال حرارت جابجایی مختلط حول استوانه الاستیک با ارتعاشات یک درجه آزادی انجام شده است. نتایج حاصل از حل عددی نشان میدهد با سرمایش استوانه و افزایش زاویه جهت جریان تا ‎۹۰ درجه دامنه نو سانات عر ضی در اغلب سرعت های کاه شی پس از تجربه بیشینه افزایش ۱۵ برابری در سرعت کاهشی ‎۹ و زاویه ۰ میرا میشوند. دامنه نوسانات طولی در اغلب سرعت های کاهشی با سرمایش استوانه تا زاویه مشخصی افزایش و سپس کاهش میابد و بیشینه افزایش دامنه نو سانات طولی در سرعت کاهشی ۸ و زاویه جریان ۳۰ درجه به اندازه ۱۱ برابری است. میانگین عدد نوسلت طی سرمایش در برخی از سرعت ها تا زاویه مشخصی کاهش و سپس افزایش میابد و در برخی دیگر عکس این رفتار مشاهده شده است. بیشینه کاهش و افزایش نرخ انتقال حرارت به ترتیب در سرعت های کاهشی ۴ و ۷ در زاویه صفر و برابر با ۱۳,۷% و %۲,۷ است.

کلیدواژه ها:

ارتعاشی ناشی از گردابه ، اندرکنش سازه-سیال ، گرانش حرارتی ، سرمایش