شبیه سازی عددی ارتعاش ناشی از جریان مغشوش در سازه های با مقطع مستطیلی
چکیده
هدف از مطالعات انجام شده در این رساله، شبیه سازی عددی ارتعاشات و ناپایداری های ناشی از جریان دوبعدی، تراکم ناپذیرِ ناپایا و لزج در مقاطع مستطیلی با نسبت منظری 5/0 تا 6 می باشد. روش عددی بکار رفته، حجم محدود، با استفاده از شبکه جابجا شده می باشد. میدان محاسباتی مورد استفاده بدون نسبت انسداد و جریان آزاد یکنواخت می باشد . جهت اعمال شرایط مرزی سرعت بر سیلندر در حال نوسان، از روش سلول قطع شده به همراه میانیابی خطی درجه سه استفاده شده است. بر اساس مقایسه های انجام شده، مدل برای مدلسازی آشفتگی جریان بکار برده شده است. از طرفی، در جریان آرام از روش قاعده توانی و در جریان آشفته از روش هیبرید جهت گسسته سازی جمله جابجایی استفاده شده است. نتایج حاصله انطباق خوبی با نتایج کار سایر تحقیقات، داشته است. نتایج بدست آمده از شبیه سازی جریان آرام حول مقاطع مستطیلی،بیانگر وابستگی رینولدز بحرانی، به نسبت منظری می باشد. در این رژیم جریان و در نسبت منظری 6/0، 1 و 3 رفتارهای غیرمعمول در مقادیر پارامترهای جریان مشاهده می شود. در جریان آشفته و در نسبت های منظری 6/0، 3، 5 و 6 تغییر الگوی ریزش گردابه، تغییرات غیرمعمول دامنه نوسان و تغییرات مقادیر متوسط ضرایب برآ و پسا، تغییر عدد استروهال، توزیع سرعت و فشار و ویسکوزیته موثر درون دنباله ، خودنمایی می کند. نتایج حاصل از شبیه سازی ارتعاشات و ناپایداری هیدروالاستیک مقاطع مستطیلی بیانگر افزایش سرعت های ناپایداری گالوپینگ ، با زیادشدن نسبت منظری است. دامنه ناپایداری ها، در اثر افزایش میرایی سازه کاهش می یابد. ناپایداری گالوپینگ در مقاطع با نسبت منظری کوچک تر از 6/0 در سرعت هایی پایین تر از سرعت قفل شدگی و سرعت تشدید رخ میدهد و در مقطع با نسبت منظری 3 حداکثر دامنه ناپایداری ها به وقوع می پیوندد.