شبیه‌‌سازی عددی پدیده‌ی وامانش دینامیکی یک بالواره پیچشی

Abstract

در این پژوهش، جریان سیال حول یک بالواره با حرکت نوسان پیچشی در ناحیه وامانش دینامیکی توسط یک روش عددی شبیه‌سازی و تأثیر پارامترهای مؤثر بر نیروهای آیرودینامیکی بررسی شده است. در این شبیه‌سازی هندسه بالواره NACA0012 می‌باشد. جریان لزج، ناپایا و آشفته فرض شده و از شبکه متحرک استفاده شده است. معادلات اساسی بر اساس روش حجم کنترل گسسته و توسط الگوریتم PIMPLE با کد متن‌باز Open Foam حل شده است. عدد رینولدز این جریان 10⁵ و مدل SST K-ω برای مدل‌سازی جریان آشفته استفاده شده است. ابتدا نتایج به ‌دست ‌آمده با داده‌های آزمایشگاهی مقایسه و اعتبارسنجی شده است. سپس اثر عدد رینولدز، فرکانس کاهیده، دامنه نوسان و ضخامت بالواره بر ضرایب آیرودینامیکی و محل وامانش دینامیکی در حرکت پیچشی مطالعه شده است. پارامترهای فوق بر روی ضریب برآی بیشینه، ضریب پسا، نسبت ضرایب آیرودینامیکی و محل وامانش دینامیکی تأثیر قابل‌ ملاحظه­ای دارند اما این پارامترها تأثیر قابل ‌توجهی بر شیب منحنی‌ ضریب برآ ندارند. از میان پارامترهای اشاره ‌شده، مهم‌ترین پارامتری که روی نسبت ضریب برآ به ضریب پسای بیشینه، اثر دارد، ضخامت بالواره و مهم‌ترین پارامتری که در به تأخیر انداختن وامانش دینامیکی نقش دارد فرکانس کاهیده می‌باشد. همچنین نشان داده شد که مکان نقطه‌ی جدایش و بیشینه‌ی نیروهای آیرودینامیکی به الگوی جریان اطراف بالواره بستگی دارد.