مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تجربی و عددی اثرات نسبت طولی و زاویه حمله بر رفتار حرکتی استوانه با صفحات عمود بر آن

نویسندگان
1 معاون آموزش دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری
2 کارشناس ارشد مهندسی هوافضا
3 مدیر گروه آیرودینامیک دانشکده مهندسی هوافضا- دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری
چکیده
در این تحقیق به بررسی تجربی و تحلیلی جریان ناپایا حول یک مدل استوانه با درجه آزادی چرخشی پرداخته شده است. بررسی‌های تجربی در سرعت‌ها و زوایای حمله مختلف برای دو مدل استوانه با نسبت‌های طولی مختلف انجام شده است همچنین در بررسی تحلیلی از روش عددی موسوم به گردابه گسسته استفاده شده است. نتایج تحلیل و تجربی نشان می‌دهد که رفتارهای حرکتی دورانی و نوسانی و ترکیبی از آنها رخ می‌دهد. این نوع رفتارها به مشخصات هندسی از جمله نسبت طول صفحات به شعاع استوانه، زاویه حمله اولیه جسم و سرعت جریان آزاد بستگی دارد. در سرعت‌های مختلف و در تمامی زوایای حمله اولیه برای نسبت طولی کمتر از 1، مدل دارای حرکت نوسانی حول زاویه‌ای خاص می‌باشد. این زاویه برای استوانه بهمراه دو صفحه، 90 درجه است. عموماً در زوایای حمله اولیه پایین، حرکت دورانی با افزایش نسبت طولی و سرعت جریان آزاد اتفاق می‌افتد و با افزایش در زاویه حمله اولیه، مدل تمایل به حرکت نوسانی حول زاویه‌ای خاص دارد. همچنین در تمامی سرعت‌های جریان آزاد 10 متر بر ثانیه و بالاتر، برای نسبت طولی 4، مدل دارای حرکت دورانی پایا بوده است. در ضمن، سرعت زاویه‌ای مدل‌ها و عدد استروهال در حرکت دورانی محاسبه گردیده است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش عدد رینولدز جریان، عدد استروهال دارای مقدار ثابتی می‌باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Experimental and numerical investigation of the length ratio and angle of attack effects on dynamic behavior of two plates perpendicular to the cylinder

نویسندگان English

Hassan Isvand 1
Ali Salmaninezhad 2
Ahmad Sharafi 3
چکیده English

In this study, experimental and analytical unsteady flow around a cylinder model with rotational degrees of freedom is discussed. Experimental studies at different speeds and angles of attack for two cylinder models with different length ratios have been done. Meanwhile the analyses of numerical technique known as vortex panel method have been used. Analytical and experimental results show that the rotational and vibrational motion and a combination of these behaviors occur. These types of behaviors depend on ratio of length plates to cylinder radius, primary object angle of attack and free stream velocity. At different speeds and at all angles of attack for a length of less than 1, the model has vibrational Motion around a specific angle. This angle for cylinder with two plates is 90 degrees. Generally, the model tends to vibrational motion at low angles of attack with increasing length ratio and free stream velocity occurs and by increasing the Primary angle of attack is the desire to vibration motion around a specific angle. Also, in free stream velocity 10(□(m/sec)) and Higher, for length ratio 4, the model had a steady rotational motion. In addition, angular velocity models and Strouhal number on rotational motion is calculated. The results show that Strouhal Number is a fixed amount, by increasing the Reynolds Number.

کلیدواژه‌ها English

unsteady flow
Vortex Panel Method
Rotational and Vibrational motion
Forced Vibration
Wind Tunnel Tests