بررسی تجربی طیف فشار سطح لایه مرزی آشفته روی صفحه تخت با استفاده از میکروفون

نوسانات فشار روی سطح ناشی از لایه مرزی آشفته دارای رفتار فیزیکی پیچیده ای بوده و با توجه به کاربردهای وسیع آن در حوزه های مختلف، تاکنون مطالعات گسترده ای روی آن انجام گرفته است. در مطالعه حاضر برای بررسی نوسانات فشار جریان آشفته روی سطح تحت شرایط گرادیان فشار صفر از یک صفحه تخت با طول وتر mm ۵۸۰ استفاده شده است. کلیه آزمایش ها در تونل باد مادون صوت دانشگاه یزد و در سه سرعت ۱۰، ۱۵ و ۲۰ متر بر ثانیه انجام گرفته است. در این مطالعه برای اندازه گیری نوسانات فشار ناپایای سطح از یک میکروفن کوچک کندانسوری دقیق به عنوان سنسور فشار استفاده شده است. همچنین جهت اندازه گیری پارامترهای مختلف لایه مرزی آشفته و فراهم نمودن متغیرهای مورد نیاز مدل های نیمه تجربی پیش بینی طیف فشار دیوار، از جریان سنج سیم داغ یک بعدی با مدار دما ثابت استفاده شده است. طیف فشار سطح در سرعت های مختلف اندازه گیری شده و نحوه اجتماع آن ها روی یک منحنی در نتیجه نرمال کردن با استفاده از مقیاس های مختلف لایه مرزی آشفته مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که بهترین اجتماع داده ها در فرکانس های پایین و میانی به ازای استفاده از مقیاس های ترکیبی بدست خواهد آمد. با این وجود در محدوده فرکانس های بالا، مقیاس های لایه مرزی داخلی مناسب تر هستند. در نهایت پس از اطمینان از صحت نتایج طیف فشار سطح، کارایی مدل های مختلف نیمه تجربی طیف فشار دیوار مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده کارایی مناسب مدل نیمه تجربی گودی در پیش بینی طیف فشار سطح با استفاده از پارامترهای لایه مرزی آشفته است.

کلیدواژه ها:

Surface pressure fluctuations ، Turbulent boundary layer ، Pressure spectra ، Semi-Empirical models ، نوسانات فشار سطح ، لایه مرزی آشفته ، طیف فشار ، مدل های نیمه تجربی