ارزیابی و پردازش عددی و تجربی جریان غیر دائم حول مدل های دوار استوانه ای با سه صفحه متعامد تحت دوران اجباری

به طورکلی اجسام در حال دوران (آنتن ها، فرفره ها، اجسام پرنده دارای دم) همواره با توجه به ابعاد و سرعت های دورانی مختلف، گشتاورهای دورانی متفاوتی تولید می کنند. در مواردی نیز موجب وارد شدن خسارات زیادی به دیگر تجهیزات می شود، لذا می بایست از میزان گشتاوری که اجسام دوار در سرعت های دورانی مختلف و همچنین در حضور و یا عدم حضور جریان هوا تولید می کنند، مطلع شد. با توجه به اهمیت این موضوع، در این مطالعه به تجزیه وتحلیل عددی و تجربی جریان غیر دائم حول مدل استوانه ای دارای صفحات عمودی تحت دوران اجباری پرداخته شده است و هدف اصلی آن، اندازه گیری گشتاور اجسام در حال دوران در شرایط حضور جریان باد و همچنین تثبیت دوران در سرعت های دورانی ثابت می باشد.  ابتدا دستگاه اندازه گیری گشتاور دورانی آیرودینامیکی ساخته شده و سپس مدل استوانه ۳ باله ای در تونل باد تحت آزمایش قرارگرفته و شبیه سازی عددی مدل های ۳ و ۲ باله ای نیز در شرایط یکسان آزمایشگاهی توسط نرم افزار انسیس فلوئنت انجام گرفت. تطابق خوبی بین نتایج تجربی و عددی مشاهده گردید و حداکثر خطا بین آن ها کمتر از ۱۰ درصد ثبت شد که قابل قبول می باشد. از نتایج شبیه سازی مشاهده شد در هر ۱۸۰ درجه دوران که بیشترین سطح مقطع مدل ها در معرض برخورد مستقیم جریان باد قرار می گیرد، ماکزیمم گشتاور تولیدی مدل استوانه ۲ باله ای، ۳۰ درصد بیشتر از ماکزیمم گشتاور تولیدشده توسط مدل ۳ باله ای می باشد. با افزایش سرعت جریان باد از ۲۰ تا ۶۰ متر بر ثانیه، گشتاور دورانی مدل ۳ باله ای از ۴/۰ تا ۲/۱ نیوتن متر که معادل ۲۰۰ درصد می باشد، افزایش می یابد.

کلیدواژه ها:

Rotational Torques ، Finned cylindrical model ، Rotational speed ، Wind Tunnel ، Wind flow ، گشتاور دورانی ، مدل استوانه باله دار ، سرعت دوران ، تونل باد ، جریان باد