شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ جریان آشفته روی سطوح هیدروفوبیک

Abstract

در سال‌های اخیر، تلاش‌های چشمگیری روی تولید سطوحی که موجب کاهش میزان پسای اصطکاکی حاصل از سیال عبوری از روی سطوح می‌شوند، انجام گرفته است. در تحقیق حاضر، تحلیل اثرات سطوح هیدروفوبیک بر جریان مجاور یک سطح به صورت اصلاح شرایط مرزی دیواره و کاهش پسای اصطکاکی و تغییر ساختار آشفتگی جریان مورد توجه می‌باشد. سرعت‌های لغزش، تنش‌های برشی دیواره و تنش‌های رینولدز برای طول‌های لغزش مختلف از سطوح هیدروفوبیک در عدد رینولدز اصطکاکی که معادل عدد رینولدز 300,3 بر اساس جریان واقعی می‌باشد، بررسی شده است. برای طول لغزش‌های بزرگتر از متر، سرعت لغزش متوسط بیش از 18% سرعت متوسط بوده و تنش برشی دیواره بیش از 60 % کاهش یافته است. شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ برای بررسی کارآیی کاهش پسای سطوح هیدروفوبیک در یک کانال با جریان آشفته استفاده شده است. نتایج شبیه‌سازی عددی نشان می‌دهد که با اعمال شرط مرزی لغزش در جهت جریان، پسای اصطکاکی کاهش یافته و شدت‌های آشفتگی،ساختارهای آشفتگی و به ویژه گردابه‌های نزدیک دیواره درجهت جریان به صورت قابل توجهی ضعیف می‌شوند. همچنین، نتایج نشان می‌دهند که طول لغزش باید از یک مقدار معینی بیشتر باشد تا فقط اثر محسوسی بر آشفتگی داشته باشد.