Numerical Investigation and Statistical Analysis of the Flow Patterns Behind Square Cylinders Arranged in a Staggered Configuration Utilizing the Lattice Boltzmann Method

سال انتشار: 1403
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 62

فایل این مقاله در 24 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-17-9_003

تاریخ نمایه سازی: 19 تیر 1403

چکیده مقاله:

Flow past bluff bodies like square cylinders is important in engineering applications, but flow patterns behind staggered cylinder arrangements remain poorly understood. Existing studies have focused on tandem or side-by-side configurations, while offset orientations have received less attention. The aim of this paper is to numerically investigate flow dynamics and force characteristics behind two offset square cylinders using the single relaxation time lattice Boltzmann method. The effects of changing both the Reynolds number (Re = ۱-۱۵۰) and gap spacing ratio (g* = ۰.۵-۵) between the cylinders are analyzed. Instantaneous vorticity contours, time histories of drag and lift coefficients, power spectra of lift, and force statistics are used to characterize the flow. Different flow regimes have been identified in various ranges of Re and g* - including steady, chaotic, flip-flopping, single-bluff body, and fully developed flows. Larger spacings led to more regular vortex dynamics and force statistics. Smaller spacings promoted complex interactions and modulated forces. Offset cylinder orientation and spacing significantly influence flow features in staggered arrangements. The findings provide new modalities for controlling fluid dynamics past bluff bodies by tuning Re and gap parameters.

نویسندگان

M. Abid

Department of Mathematics, North Carolina State University, NC ۲۷۶۹۵, Raleigh, USA

N. Yasin

Departments of Mathematics & Statistics, Old Dominion University, VA ۲۳۵۲۹, Norfolk, USA

M. Saqlain

Department of Mathematics, King Mongkut’s University of Technology, Thonburi, ۱۰۱۴۰, Bangkok, Thailand Bangkok, Thailand

S. Ul-Islam

Departments of Mathematics, COMSATS University, Islamabad ۴۴۰۰۰, Islamabad, Pakistan

S. Ahmad

School of Energy and Power Engineering, Jiangsu University, ۲۱۲۰۱۳ Zhenjiang, China

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Abdulaziz, K. G. A., Mohammed, K. A., Saima, R., & ...
  • Abid, M., Bibi, M., Yasin, N., & Shahid, M. (۲۰۲۴). ...
  • Aboueian, J., & Sohankar, A. (۲۰۱۷). Identification of flow regimes ...
  • Aboueian, J., Sohankar, A., Rastan, M. R., & Ghodrat, M. ...
  • Alam, M. M., Bai, H., & Zhou, Y. (۲۰۱۶). The ...
  • An, B., Bergada, J. M., Mellibovsky, M., Sang, W. M., ...
  • Bai, X. D., Zhang, W., & Wang, Y. (۲۰۲۰). Deflected ...
  • Baranwal, A. K., & Chhabra, R. P. (۲۰۱۶). Free convection ...
  • Bhatnagar, P. L., Gross, E. P., & Krook, M. (۱۹۵۴). ...
  • Chatterjee, D., Biswas, G., & Amiroudine, S. (۲۰۱۰). Numerical simulation ...
  • Chen, W., Ji, C., Xu, D., & Srinil, N. (۲۰۱۹). ...
  • Dou, H., Zhang, S., Yang, H., Setoguchi, T., & Kinoue, ...
  • Furquan, M., & Mittal, S. (۲۰۱۵). Flow past two square ...
  • Griffith, M. D., Jacono, D. L., Sheridan, J., & Leontini, ...
  • Guo, Z. L., & Shu, C. (۲۰۱۳). Lattice boltzmann method ...
  • Haq, H. B. U., Akram, W., Irshad, M. N., Kosar, ...
  • Hsu, L. C., Chen, C. L., & Ye, J. Z., ...
  • Islam, S. U., Nazeer, G., & Shigri, S. H., (۲۰۱۹). ...
  • Kim, S., & Alam, M. M. (۲۰۱۵). Characteristics and suppression ...
  • Krüger, T., Kusumaatmaja, H., Kuzmin, A., Shardt, O., Silva, G., ...
  • Liu, B., & Jaiman, R. K. (۲۰۱۶). The effect of ...
  • Meneghini, J. R., Saltara, F., Siqueira, C. L. R., & ...
  • Mohamad, A. A. (۲۰۱۱). Lattice Boltzmann Method. Springer, London. https://doi.org/۱۰.۱۰۰۷/۹۷۸-۱-۴۴۷۱-۷۴۲۳- ...
  • Muhammad, A. A. (۲۰۱۹). Lattice Boltzmann method: fundamental and engineering ...
  • Murtaza, S. & Ahmad, Z. (۲۰۲۴). Analysis of Clay Based ...
  • Norberg, C. (۱۹۹۳). Flow around rectangular cylinders: pressure forces and ...
  • Octavianty, R., & Asai, M. (۲۰۱۶). Effects of short splitter ...
  • Patel, C. G., Sarkar, S., & Saha, S. K. (۲۰۱۸). ...
  • Rashidi, S., Keimanesh, M., & Khanjani, M. (۲۰۲۰). Numerical study ...
  • Rehman, N., Abid, M., & Qamar, S., (۲۰۲۱). Numerical approximation ...
  • Robichuax, J., Balachandar, S., & Vanka, S. P. (۱۹۹۹). Three-dimensional ...
  • Saha, A. K., Biswas, G., & Muralidhar, K. (۲۰۰۳). Three-dimensional ...
  • Sanyal, A., & Dhiman, A. (۲۰۲۰). Shear-induced viscosity stratified flow ...
  • Saqlain, M., Abid, M., Awais, M., & Stević, Ž. (۲۰۲۴). ...
  • Sharma, A., & Eswaran, V. (۲۰۰۴). Heat and fluid flow ...
  • Sharma, A., Raj, C. T., Chhabra, R. P., & Sharma, ...
  • Shen, Z., Chen, Z., Xiang, N., Zong, W., & Tian, ...
  • Shimizu, Y., & Tanida, Y., (۱۹۷۸). Fluid forces acting on ...
  • Singha, S., Nagarajan, K. K., & Sinhamahapatra, K. P. (۲۰۱۶). ...
  • Tong, F., Cheng, L., & Zhao, M. (۲۰۱۵). Numerical simulations ...
  • Veena, V., Muddada, S., & Eldho, T. I. (۲۰۲۰). Flow-induced ...
  • Vinodh, A., & Supradeepan, K. (۲۰۲۰). A numerical study on ...
  • Vu, H. C., Ahn, J., & Hwang, J. H. (۲۰۱۶). ...
  • Wolf-Gladrow, D. A. (۲۰۰۴). Lattice-gas cellular automata and lattice Boltzmann ...
  • Woyciekoski, M. L., Endres, L. A. M., Paula, A. V. ...
  • Wu, G., Du, X., & Wang, Y. (۲۰۲۰). LES of ...
  • Wu, X. D., Liu, H. P., & Chen, F. (۲۰۱۸). ...
  • Xu, W., Qin, W., & Yu, Y. (۲۰۲۰). Flow-induced vibration ...
  • Zhang, C., Kang, Z., Xiong, Y., Ai, S., & Ma, ...
  • Zhang, W., Li, X., and Zhu, Z., (۲۰۱۹). Quantification of ...
  • Zhang, Y., Sheng, L., Duan, J., Chen, K., & You, ...
  • Zhou, C. Y. (۲۰۲۱). Flow control around two side-by-side square ...
  • Zhou, Y., Nagata, K., Sakai, Y., Watanabe, T., Ito, Y., ...
  • Zhou, Y., Wang, Z., Qian, Y., Yang, H., & Wei, ...
  • نمایش کامل مراجع