آنالیز عددی کاهش نیروی پسا با به کارگیری سطوح فوق آبگریز بر روی استوانه

قابلیت رطوبت پذیری، به عنوان یکی از مهمترین خواص سطح جامد، پدیدهای است که در سطح مشترک اتفاق میافتد و نقش اساسی را دربسیاری از کاربردهای صنعتی و کشاورزی ایفا میکند. رطوبت پذیری سطح توسط زاویه تماس 1 اندازهگیری میشود. اصولاً سطوح با زاویه تماسکمتر از 90 درجه را با نام سطوح آب دوست 2، و سطوح با زاویه تماس بیشتر از 90 درجه را سطوح آب گریز 3 نام گذاری میکنند. حیوانات آبزیمانند کوسه برای کاهش نیروی پسا در مقابل حرکت از این سیستم استفاده می نماید. در این تحقیق به بررسی سطوح فوق آبگریز و تاثیر آن بر روی کاهش نیروهای پسای اصطکاکی، فشاری و کل یک استوانه که به صورت افقی درون جریان سیال قرار گرفته است پرداخته شده است. تاثیر تغییر سرعت جریان و در نتیجه عدد رینولدز جریان بر میزان درصد کاهش نیروهای پسا بررسی شده است و دلایل این کاهشها مورد ارزیابی قرارگرفته است. نتایج بدست آمده نشان میدهد که استفاده از سطوح فوق آبگریز میتواند باعث کاهش قابل ملاحظهای در نیروی پسای اصطکاکی وارده بر جسم درون سیال شود. همچنین این سطوح قابلیت کاهش نیروی پسای فشاری را نیز به دلیل جابجا کردن نقطهی جدایش جریان دارا میباشند که میتواند بر نیروی پسای کل تاثیر داشته باشد. به طور کلی این نتیجه بدست میآید که استفاده از سطوح فوقآبگریز میتواند با کاهش نیروی پسا به خصوص در سرعتهای پایین سبب کاهش انرژی مصرفی و هزینهی سوخت برای اجسام درون آب مانند شناورها و زیردریاییها شود.

کلیدواژه ها:

پسای اصطکاکی ، سطوح فوق آب گریز ، عدد رینولدز ، نقطه جدایش جریان