تحلیل عددی تأثیر استفاده از صفحات منحرف کننده کوتاه در پایین دست سیلندر استوانه ای

Abstract

پدیدة ریزش گردابه از پشت سیلندرهای استوانه ای باعث القای نیروهای نوسانی لیفت و درگ به این سیلندرها می شود. می توان با قرار دادن صفحات منحرف کنندة جریان و یا حتی یک سیلندر استوانه ای دیگر در پایین دست سیلندر اصلی، این پدیده را فرونشاند و باعث کاهش نیروهای القایی توسط سیال شد. در مقالة حاضر با حل عددی میدان جریان آرام، لزج و دوبعدی گذرنده از سیلندر استوانه ای و صفحة منحرف کننده در پایین دست آن، چگونگی فرونشانی پدیدة ریزش گردابه به کمک صفحات منحرف کنندة کوتاه تجزیه و تحلیل شده است. برای حل میدان جریان از روش حجم محدود در شبکة کارتزین استفاده شده است. همچنین جهت اعمال شرط عدم لغزش بر روی اجسام جاسازی شده در میدان (سیلندر استوانه ای و صفحة منحرف کننده)، روش سلول شبح (Ghost-Cell Method) به همراه تکنیک مقدار بزرگ جمله چشمه به کار فته است. قبل از حل میدان جریان در اطراف سیلندر استوانه ای با صفحة منحرف کننده، دقت و صحت روش، با شبیه سازی جریان در اطراف سیلندر استوانه ای تنها، سنجش شده است. نتایج حاصل در تطابق کامل با دیگر نتایج عددی و آزمایشگاهی موجود است. شبیه سازی های عددی صورت گرفته برای سیلندر استوانه ای با صفحة منحرف کننده، در اعداد رینولدز 40، 100 و 150 و محدوده 0