کنترل جریان و کاهش ضریب پسای استوانه توسط سطوح متحرک با شبیه سازی دوبعدی

در این مقاله، به بررسی جریان آرام گذرنده از یک استوانه که در مقابل یک جریان تراکم ناپذیر یکنواخت قرار گرفته، به صورت عددی و در حالت دو بعدی پرداخته شده است. بخش هایی از سطح استوانه با سطوحی متحرک که قابلیت کنترل رشد لایه مرزی را دارند جایگزین شده اند. سپس اثرات موقعیت سطوح روی ضرایب توان و پسای استوانه تحت سرعت های مختلف سطوح در محدوده اعداد رینولدز بین ۶۰ تا ۱۸۰ مطالعه شده اند. برای شبیه سازی عددی جریان سیال، معادلات ناویر- استوکس ناپایا به-کمک یک روش کوپل سرعت-فشار موسوم به آر، کی-سیمپلر به روش حجم محدود و با دقت زمانی و مکانی مرتبه دو حل شده اند. به منظور اعتبارسنجی برنامه کامپیوتری تدوین شده، پاسخ های حاصل با نتایج عددی موجود مقایسه گردید و تطابق بسیار خوبی به دست آمد. نتایج به دست آمده از این بررسی ها نشان می دهند که برخی از این سطوح متحرک، ضریب توان کل حرکت سیستم و ضریب پسا را کاهش می دهند. همچنین، موقعیت و سرعت بهینه سطوحی که موجب کمینه شدن ضریب توان شده اند، به-دست آمده اند؛ با مشاهده نتایج می توان دریافت که در تمامی اعداد رینولدز، حداقل ضریب توان یا به عبارتی ضریب پسای بهینه در زاویه سطح ۷۰ درجه رخ داده است.

کلیدواژه ها:

Circular cylinder ، Moving surfaces ، Boundary Layer ، Power coefficient ، Drag coefficient ، استوانه ، سطوح متحرک ، لایه مرزی ، ضریب توان ، ضریب پسا