بررسی (مدلسازی عددی) رفتار صفحۀ دارای درجه آزادی چرخشی، تحت جریان هوا و پدیدۀ هیسترزیس

در این مقاله به بررسی جریان روی یک صفحه تخت، تحت جریان هوا و با درجه آزادی چرخشی پرداخته شده است. بدلیل اثر متقابل بین جریان هوا و صفحه در حال دوران، ناپایایی جریان و همچنین الگوی پیچیده جریان گردابه‌ای، هیچگونه روش تحلیلی مناسبی جهت حل مسئله وجود ندارد. همچنین از روشهای عددی محاسباتی که مبتنی بر معادلات ناویر-استوکس و رینولدز است نیز نمی‌توان استفاده نمود. بنابراین از روش گردابه گسسته جهت محاسبه ضریب نیروی عمودی و گشتاور حاصل از نیروهای آیرودینامیکی استفاده می‌شود. مدلسازی در دو حالت دوران اجباری و دوران آزاد انجام شده است. ضریب نیروی عمودی و گشتاور حاصل از نیروهای آیرودینامیکی استفاده می‌شود. مدلسازی در دو حالت دوران اجباری و دوران آزاد انجام شده است. ضریب نیروی عمودی و ضریب گشتاور جسم، برحسب زاویه جسم نسبت به جریان (در حالت استاتیکی)؛ در دو حالت دوران اجباری و دوران آزاد (نوسان آزاد) محاسبه گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که تحتِ دوران اجباری، بدلیل پدید آمدن تغییراتِ ساختاری در جریان گردابه‌ای (در مقایسه با حالت استاتیکی) هیسترزیس دینامیکی برای نیروی عمودی و نیز برای گشتاور دورانی رخ می‌دهد. این هیسترزیس با افزایش عدد استروهال تقویت می‌شود. اگر صفحه‌ای با درجه آزادی چرخشی تحت جریان قرار گیرد، ممکن است وارد رژیم دوران آزاد گردد. این حالت در صورتی رخ می‌دهد که ممان اینرسی بی بعد در محدوده 5-43/1 بوده و نیز زاویه حمله به اندازه کافی کوچک باشد. در مقادیر دیگری از ممان اینرسی، صفحه وارد رژیم نوسان آزاد (یا میرا) می‌شود.

کلیدواژه ها:

گردابه ، دوران اجباری ، رژیم دورانی و نوسانی ، عدد استروهال ، هیسترزیس