بررسی تأثیر عدد رینلدز بر ضربه قوچ سیالات غیرنیوتنی در جریان آرام

Abstract

<span lang="FA">در پژوهش حاضر، حساسیت رفتار دو گروه از سیالات ویسکوالاستیک غیر نیوتنی نسبت به تغییرات عدد رینولدز، با یک سیال نیوتنی مورد مقایسه قرار گرفته است. سیالات غیر نیوتنی مورد نظر، یک پلیمر فوق همرفتی ماکسول و یک محلول اولدروید-بی را شامل می­شود که در شرایط رخداد پدیده ضربه قوچ، در لوله در جریان هستند. این مقایسه در شرایط رخداد پدیده ضربه قوچ، در لوله در محدوده جریان آرام صورت می</span><span lang="FA">­</span><span lang="FA">گیرد. معادلات حاکم بر مساله را معادلات ناویر-استوکس و معادلات رئولوژی سیالات ویسکوالاستیک تشکیل می­دهد. بی</span><span lang="FA">­</span><span lang="FA">بعد سازی معادلات، نشان می</span><span lang="FA">­</span><span lang="FA">دهد که عددهای رینلدز و ماخ، پارامترهای بی</span><span lang="FA">­</span><span lang="FA">بعد مشترک در معادلات سه نوع سیال ذکر شده هستند. ویسکوزیته سیالات به‌عنوان یک عامل اصطکاکی، سبب می</span><span lang="FA">­</span><span lang="FA">شود که عدد رینلدز و تغییرات آن، نقش مهمی در نوسانات و زمان میرایی موج حاصل از جریان گذرای ضربه قوچ داشته باشد. در مدل‌سازی معادلات، از روش عددی دو گام زمانی لاکس- فردریشک</span><span lang="FA"> (</span><span dir="LTR">lxF</span><span lang="FA">) </span><span lang="FA">استفاده می­شود. جهت اعتبار سنجی مدل، از نتایج آزمایش صورت گرفته توسط هولمبو و رولئو برای یک سیال نیوتنی استفاده و مشخص گردید که جواب‌های مدل پیشنهادی با دقت بالای</span><span lang="FA">99 درصد بر نتایج مدل عددی زیلک و وهبا منطبق است. نتایج مدل‌سازی نشان می</span><span lang="FA">­</span><span lang="FA">دهد که ویژگی‌های ویسکوالاستیک سیالات، نظیر رابطه غیرخطی تنش و کرنش، دارا بودن ثابت زمانی رهایی از تنش و ...، باعث کاهش تأثیرپذیری آنها در مقایسه با سیالات نیوتنی می</span><span lang="FA">­</span><span lang="FA">شود، به نحوی که بیشترین میزان حساسیت در برابر تغییرات رینلدز در سیال نیوتنی و کمترین میزان، در سیال فوق همرفتی ماکسول که ویژگی‌های ویسکوالاستیک قوی­تری در معادلات آن، دخالت دارد، مشاهده می­شود. </span>