شاهرخ شمس، رضا اثباتی لواسانی،
دوره ۱۹، شماره ۶ - ( ۳-۱۳۹۸ )
چکیده
در این پژوهش معادلات آیروالاستیسیته ایرفویل چرخان به‌کمک آیرودینامیک لووی استخراج شده است. بدین منظور دستگاه‌های مختصات متصل به ایرفویل و دستگاه مختصات مرجع متصل به هاب را تعریف می‌کنیم. سرعت وزش باد و سرعت دورانی ایرفویل را به‌صورت برداری در این دستگاه‌های مختصات به دست می‌آوریم. بدین ترتیب معادلات انرژی جنبشی و پتانسیل با فرض سختی و میرایی خطی با روش همیلتونین به دست می‌آیند. برای درنظرگرفتن دنباله مارپیچ پشت ایرفویل چرخان، آیرودینامیک ناپایای لووی را با معادلات سازه کوپل کرده و معادلات آیروالاستیسیته ایرفویل چرخان را به دست می‌آوریم. معادله آیروالاستیسیته حاصل با روش PK تحلیل پایداری شده و سرعت فلاتر تعیین میشود. با مقایسه نتایج پایداری با مرجع، صحت روش استخراج سیستم معادلات بررسی شده است. همچنین به‌منظور تعویق فلاتر، کنترل PID بر سیستم معادلات آیروالاستیسیته اعمال شده است. زاویه گام را ورودی کنترل در نظر می‌گیریم. با تعریف خواسته‌های مطلوب طراحی شامل خطا و زمان کنترل، کنترلر PID طراحی و اعمال شده است. نتایج نشان می‌دهد که پاسخ پله واحد زاویه گام زیر- میرا است و خروجی به‌خوبی ورودی را دنبال میکند. به‌علاوه، رد اغتشاش با درنظرگرفتن با محدودسازی بهره‌ورودی به خروجی با کنترلر تعریف‌شده، برای قبل و بعد از سرعت فلاتر بررسی شده است.
مجتبی طحانی، مصطفی کاظمی، زهرا بابائی،
دوره ۱۹، شماره ۹ - ( ۶-۱۳۹۸ )
چکیده
امروزه یکی از پرکاربردترین روش‌های کنترل جریان در حوزه‌ی آیرودینامیک به ویژه آیرودینامیک خارجی استفاده از محرک‌های پلاسمایی است. در این تحقیق تاثیر محرک‌های پلاسمایی بر دو سیلندر در آرایش پشت سر هم در حالتی که محرک‌ها روی سیلندر اول اعمال‌شده، بررسی شده است. سیلندرها در فواصل نسبی (L/D) مختلف از یکدیگر قرار داده شدند و تحقیقات در دو رینولدز ۱۰۰ و ۲۰۰ انجام گرفته و در دو شرایط متفاوت اعمال محرک‌ها انجام شده است. یکی از حالت‌ها دارای ولتاژ قله‌به قله ۵۵ کیلوولت و دیگری ۱ کیلوولت بوده است که این مقادیر با توجه به نتایجی که اعتبارسنجی با آنها انجام گرفته، انتخاب شدهاند. نتایج حاصل از روش عددی با سایر نتایج عددی و تجربی صحه‌گذاری شد حل معادلات جریان با استفاده از روش حجم محدود انجام‌گرفته است. اعمال محرک‌های پلاسمایی سبب شد که سیلندر دوم در تمامی حالت‌ها ضریب پسا و عدد ناسلت بیشتری را تجربه کند. همچنین تأثیر محرک‌های پلاسمایی بر روی افزایش ضریب پسا و عدد ناسلت با افزایش رینولدز کمتر شده به گونه‌ای که افزایش عدد ناسلت در بهترین حالت در رینولدز ۱۰۰ نزدیک به ۲% بیشتر از همین افزایش در رینولدز ۲۰۰ بوده است.
احسان بختیاری،
دوره ۱۹، شماره ۹ - ( ۶-۱۳۹۸ )
چکیده
یک ایرفویل توربین بادی توسط ابزار دینامیک سیالات به‌منظور بررسی اثر نوسان ایرفویل و شرط مرزی لغزشی بر کارآیی آن تحلیل شد. شرط مرزی لغزشی ناشی از اعمال سطح فوق آب‌گریز بوده است، چرا که سیالات روی سطوح فوق آب‌گریز می‌لغزند. سطوح فوق آب‌گریز میتوانند یخ‌زدگی پره را به تأخیر بیندازند. این سطح بر ناحیه لبه جلویی فرض شده است. یخ‌زدگی پره بیشتر میتواند در این ناحیه رخ دهد. پارامترهای حرکت نوسانی ایرفویل به‌اندازه‌ای انتخاب شد که پدیده واماندگی دینامیکی مدلسازی شد. پدیده واماندگی دینامیکی سبب افزایش شدید بارگذاری روی پره میشود. واماندگی دینامیکی با ایجاد دو گردابه لبه جلویی وگردابه پشتی مرتبط است. سه فرکانس کاهیده نوسان ۰۵/۰=
، ۰۸/۰ و ۱۲/۰ و سه اختلاف فاز
در طول‌های لغزشی متفاوت سطح فوق آب‌گریز بررسی شد. در این راستا مدل گذار SST برای تحلیل ایرفویل SD۷۰۳۷ در عدد رینولدز ۱۰۴×۴=
اعمال شده است. نتایج نشان داده‌اند که اعمال یک سطح فوق آب‌گریز با طول‌های لغزشی نسبتاً پایین نمی‌تواند در حرکت نوسانی ایرفویل مفید باشد؛ اما در طول‌های لغزشی بیش از ۱۰۰میکرون، ضرایب آیرودینامیک تغییر زیادی کرد. در بیشترین فرکانس نوسان، ضرایب برآ و پسا به‌ترتیب به اندازه ۱۲ و ۴۰% کاهش یافت. افزایش طول لغزشی تشکیل گردابه و زاویه‌ی واماندگی را به تعویق انداخته است.
شاهرخ شمس، مرتضی رمضانی، احد مولایی،
دوره ۲۰، شماره ۵ - ( ۲-۱۳۹۹ )
چکیده
تحلیل آیرودینامیک توربین بادی محور عمودی از پیچیدگی بیشتری نسبت به توربینهای محور افقی برخوردار است. در این پژوهش به منظور بررسی رفتار آیروالاستیک مقطع پره توربین باد محور عمودی اچ شکل از ترکیب مدل آیرودینامیک DMST که مربوط به توربینهای محور عمودی است و مدل آیرودینامیک ناپایا وگنر و همچنین مدل واماندگی استاتیکی استفاده شده است. بر این اساس از مدل آیرودینامیکی DMST که مربوط به توربین بادی محور عمودی است، برای به دست‌آوردن دو پارامتر زاویه حمله و سرعت نسبی محلی استفاده شده‌است. از این دو پارامتر در ترکیب دو مدل آیرودینامیک وگنر و واماندگی استاتیکی که غیرخطی آیرودینامیکی را لحاظ میکنند، استفاده شده است و مدل جدید آیرودینامیک غیرخطی NFDMST ارایه شده است. مقطع پره به صورت یک و دو درجه آزادی به منظور تحلیل آیروالاستیسیته استاتیکی و دینامیکی مدل شده است. پره توربین باد محور عمودی در یک چرخش سرعت و زاویه حمله‌های متفاوتی را تجربه میکند و هدف از بررسی شناخت رفتار مقطع پره انعطاف‌پذیر، به دست آوردن سرعت ناپایداری در موقعیت‌های مختلف پره و مشاهده اثر غیرخطی‌های آیرودینامیک و سازه است. نتایج بررسی‌ها نشان می‌دهد که با لحاظ‌کردن آیرودینامیک غیرخطی نتایج از دقت مناسب‌تری برخوردار است. همچنین با توجه به بررسی مدل یک و دو درجه آزادی نقطه طراحی به لحاظ آیروالاستیک در آزیموس ۹۰- درجه است که کمترین سرعت ناپایداری دینامیکی m/s۲/۴۵ است و تغییرات سرعت ناپایداری بالواره چرخان در یک دور چرخش حدود ۶% است.
احمد شرفی، داود مختاری،
دوره ۲۰، شماره ۵ - ( ۲-۱۳۹۹ )
چکیده
در این تحقیق اثر چند نوع مانع غیرمعمول با هندسه‌های مکعبی، کروی، استوانه‌ای و مخروطی شکل بر بردار پیشرانش یک میکرو نازل همگرا- واگرا به‌عنوان یک روش جدید در کنترل بردار پیشران به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور یک نازل همگرا- واگرا در ابعاد کوچک طراحی و ساخته شده است. این نازل به صورتی است که عدد ماخ اسمی خروجی آن در شرایط انبساط کامل، ۲ است. دیواره این نازل برای اندازه‌گیری تغییرات فشار، مجهز به سوراخ‌های فشار شده است. همچنین در دیواره نازل مجرایی برای اعمال یک مانع در درون نازل ایجاد شده است. از سنسورهای فشار برای اندازه‌گیری فشار و همچنین از سیستم سایه‌نگاری برای بررسی میدان جریان خروجی از نازل استفاده شده است. فشار کل محفظه آرامش در تمام آزمایش‌ها ثابت بوده و برابر ۵/۵بار است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‌دهد که بیشترین مقدار انحراف، مربوط به مانع با هندسه مکعبی شکل است که برابر ۱/۲درجه است. همچنین در هندسه‌هایی که دارای گوشه‌های تیز هستند، شوک شکل گرفته قویتر بوده و به دیواره مقابل برخورد میکند. در این تحقیق شوک شکل گرفته با مانع مکعبی و استوانه‌ای به دیواره مقابل برخورد کرده اما برای موانع کروی و مخروطی شکل، شوک از دهانه نازل خارج میشود. همچنین این نتایج نشان میدهند که نیروی محوری نازل کاهش بسیار جزیی داشته است.
علی مهرابی، علیرضا داوری،
دوره ۲۰، شماره ۶ - ( ۳-۱۳۹۹ )
چکیده
در این مطالعه، یک سامانه آزمایشگاهی چندمنظوره همراه یک بالگرد مدل با ملخ‌های پشت سر هم با هدف انجام تعدادی از آزمایش‌ها برای درک دقیق و به‌دست‌آوردن یک الگوی واقعی از رفتار جریان برون‌ریز دو ملخ پشت سر هم در حضور اثر زمین طراحی و ساخته شده است. آزمایش‌ها در دو فاصله R۵/۱ و R۳ ریک‌های اندازه‌گیری جریان از ملخ(ها) انجام شدند. برخلاف آزمایش‌های انجام‌شده در تونل باد یا محفظه‌های خاص، این آزمایش‌ها در یک محیط باز و با اثرات دیواره‌ای کمتر انجام شدند. با توجه به نتایج حاصل برای یک ملخ تکی در ماخ ۰/۲ نوک پره‌ها، در یک ارتفاع ثابت ملخ(ها)، همزمان با دورشدن جریان برون‌ریز از بدنه، سرعت آن کاهش پیدا نمود و بالعکس؛ ولی برای ملخ‌های پشت سر هم، افزایش فاصله ریک‌ها از مدل تاثیر خاصی بر مقادیر میانگین سرعت نداشتند. مقایسه نتایج این اندازهگیریها با الگوهای جریان برون‌ریز بالگرد CH-۴۷D ضمن تایید درستی الگوهای به‌دست‌آمده، نشان دادند که وجود همپوشانی بین ملخ‌ها باعث افزایش مقادیر سرعت و رخداد سرعت بیشینه جریان برون‌ریز در ارتفاع‌های پایین‌تر میشود. عدم وجود همپوشانی بین آنها نیز باعث میشود تا الگوی جریان برون‌ریز هر کدام از آنها شبیه به الگوی جریان برون‌ریز یک ملخ تکی باشد. افزایش اثر زمین همراه با کاهش ارتفاع ملخ‌ها به ارتفاع R۱ باعث شد تا مدل و رفتار جریان در نواحی جلویی و عقبی بالگرد تغییر نماید و بر خلاف کارکرد آنها در ارتفاع R۲، سرعت جریان برون‌وزش همراه با دورشدن آن از ملخ، افزایش یابد.
احمدرضا تابان، علی جلالی، مهدی زمانی،
دوره ۲۰، شماره ۷ - ( ۴-۱۳۹۹ )
چکیده
انسان همواره به‌دنبال راه‌هایی برای تولید انرژی الکتریکی ارزان و دائمی است. یکی از این راه‌ها، استفاده از توربینهای بادی است. توربینهای بادی محور عمودی به‌دلیل مشکل راه‌اندازی و بازده پایین نسبت به توربینهای محور افقی، کمتر مورد توجه قرار گرفته‌اند. از راه‌های بهبود عملکرد توربینهای باد محور عمودی، تغییر زاویه حمله ایرفویل نسبت به باد است. در این مطالعه، از روش دینامیک سیالات محاسباتی برای حل معادلات حجم محدود جریان استفاده شده است. زوایای مختلف حمله از ۱۲- تا ۱۰+ درجه و سرعت باد ۱۰ متر بر ثانیه و چگالی ۱/۲۲۵ کیلوگرم بر متر مکعب و ویسکوزیته دینامیکی ثابت ۱/۸۲۵ پاسکال‌ثانیه استفاده شده است. نتایج نشان داد که با افزایش زاویه حمله ایرفویل تا ۱۰+ درجه، ضریب توان و گشتاور نسبت به حالت مرجع (صفر) کاهش مییابد و با کاهش زاویه حمله ایرفویل تا ۴- درجه، ضریب توان و گشتاور افزایش و بعد از آن در ۸- تا ۱۲- درجه کاهش مییابد.
آراز نادی، نگار نباتیان، پویان هاشمی طاری، شیوا عسگری مارنانی،
دوره ۲۱، شماره ۸ - ( ۵-۱۴۰۰ )
چکیده
توربین های بادی رایج، برای تولید توان بالا نیاز به پرههایی با طول بسیار زیاد دارند. این مسئله مشکلاتی از قبیل نحوه ساخت پرههای عظیم، افزایش هزینه ساخت و حمل و نقل آن را ایجاد میکند. برای بهبود این شرایط، توربینهای بادی چند روتور پیشنهاد شدهاند. در حالیکه عملکرد توربینهای چندروتور پیش‌تر توسط پژوهشگران مورد مطالعه قرار گرفته، رفتار جریان در ناحیه دنباله آن که در طراحی چیدمان مزارع بادی حائز اهمیت میباشد، کمتر مورد توجه بوده است. لذا تمرکز پژوهش پیش‌رو بر روی این بخش است. بدین منظور جریان سیال توربین بادی سه روتور با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی مدلسازی شده است. شبیهسازی عددی برای یک توربین تکروتور و توربین سهروتور با زاویه ۱۸۰ درجه نسبت به هم انجام شده و جهت اعتبار سنجی، نتایج به دست آمده حاصل از شبیهسازی توربین تک روتور با نتایج تجربی مقایسه شد. نتایج عددی توربین تک روتور نشان می دهد که مدل ویکی ینسن- گوسیان میتواند در پیشبینی دنباله توربین تک روتور عملکرد بهتری داشته باشد. با مقایسه نتایج به دست آمده از شبیهسازی توربین بادی سه روتور و نتایج حاصل از مدلهای ویکی برای توربین معادل، مشخص میشود که به دلیل برهم کنش جریانهای دنبالهای در پشت توربین سه روتور، اتلاف انرژی جنبشی سریعتر اتفاق افتاده و سرعت در پشت توربین سریعتر از توربین بادی تک روتور معادل بازیابی میشود. همین امر اهمیت بسزایی در طراحی بهینه مزارع بادی دارد، چرا که توربینها میتوانند در فاصله کمتری تقریبا ۴ برابر قطر معادل توربین تک روتور نسبت به یکدیگر قرار گیرند.
مهدی آهنگر، عارفه حسینی،
دوره ۲۲، شماره ۶ - ( ۳-۱۴۰۱ )
چکیده
در این پژوهش، جریان کانال ناشی از پلاسمای تخلیهی مانع دی الکتریک تحت میدان مغناطیسی اعمالی برای استفاده به عنوان تراستر در کاربردهای پیشرانشی پیشنهاد شده و به صورت تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. اندازهگیریهای مقـادیر نیروی پیشـران و توان مصرفی تراسـتر به ازای مقادیر مخـتلف ضخـامت مانع دیالکتریک انجام شده و دادهها با مقادیر متناظر با حالت بدون میدان مغناطیسی مقایسه شدهاند. مشخص گردید که توان مصرفی و نیروی پیشران تراستر در حضور میدان مغناطیسی نسبت به حالت بدون آن، به ترتیب قدری کاهش و افزایش پیدا میکنند. اندازهگیریها نشان میدهند که با افزایش یکنواخت ولتاژ اعمالی در دامنه ۱۲ تا ۲۶ کیلوولت، پارامترکارایی تا حداکثر مقدار خود افزایش و سپس کاهش مییابد. یک تحلیل مبتنی بر قانون توانی برای آشکار کردن روابط بین پارامتر کارایی، نیروی پیشران، توان مصرفی و ولتاژ اعمالی برای تراستر برای حالت با و بدون میدان مغناطیسی ارائه شده است. نتایج نشان میدهند که حضور میدان مغناطیسی و مانع دیالکتریک ضخیمتر میتوانند منجر به مقادیر بالاتر پارامترکارایی به ویژه پس از انتقال از رژیم برافروختگی به رژیم رگهای شوند. اثرات میکروکانالهای تخلیه در هر دو رژیم مذکور بر پارامتر کارایی مورد بحث قرار گرفته است. مشاهدات تجربی نشان میدهند که در حضور میدان مغناطیسی، میکروکانالهای تخلیهی اضافی تولید شده و در امتداد خطوط میدان مغناطیسی توسعه مییابند، به طوری که انتشار نفوذی تخلیه در پلاسما قویتر میشود. مکانیزم فیزیکی حاکم بر این پدیدهها تشریح شده و عمدتاً به میزان یونیزاسیون افزایش یافتهی ناشی از میدان مغناطیسی مرتبط شده است.
علیرضا ربیعی، الیاس لکزیان، امیرحسین حسین، فرهاد قدک، محسن نهاله گاه،
دوره ۲۲، شماره ۹ - ( ۶-۱۴۰۱ )
چکیده
در مقاله حاضر به بررسی آزمایشگاهی میدان جریان در پایین‌دست یک ملخ جلوبرنده در اعداد رینولدز کم و در شرایط عملکرد استاتیکی (سرعت پروازی صفر) پرداخته میشود. این ملخ، قابلیت استفاده در پرنده‌های بدون سرنشین را دارد. قطر ملخ ۵۶ سانتیمتر است و در دورهای ۲۵۵۰ تا ۵۶۷۰ دور بر دقیقه مورد آزمایش قرار می‌گیرد. نتایج آزمایش نشان می‌دهد که افزایش دور ملخ باعث افزایش سرعت القایی جریان میشود. ضریب چرخش جریان و ضریب جریان محوری در دورهای مختلف، با افزایش شعاع ملخ کاهش مییابد. نتایج تجربی سرعت مطلق جریان چرخشی در پایین‌دست لبه فرار ایرفویل پره ملخ نشان می‌دهد که در شرایط استاتیکی، توزیع شعاعی سرعت با دقت مناسبی شبیه به تئوری گردابه آزاد جریان است. برای تغییرات نسبت چرخش جریان و ضریب جریان محوری در پایین دست پره ملخ در شرایط استاتیکی به ازای r/R<۰,۸ روابط نیمه‌تجربی پیشنهاد شده است. همچنین ملخ به صورت عددی شبیهسازی شده است. درصد انحراف معیار نسبی نتایج عددی و تجربی در نیروی جلوبرنده ملخ ۴/۰ درصد و درصد انحراف معیار نسبی در توان مصرفی ۱/۴ درصد است. مقدار ضریب نمایی n برای پیش بینی عددی سرعت محوری پشت پره ملخ در شرایط استاتیکی تا محدوده ۸۰ درصدی شعاع پره ملخ، با نتایج تجربی دارای ۷/۷ درصد انحراف معیار نسبی است.
محسن ناظمیان علایی، محمد صادق ولی پور،
دوره ۲۳، شماره ۲ - ( ۱۱-۱۴۰۱ )
چکیده
حرفه وینگ سوت جزو یکی از رسته های پرطرفدار پروازی در دهه های اخیر می باشد. کارایی و امنیت در الویت اول طراحان لباس های این حرفه هوانوردی قرار گرفته است. تغییرات موجی شکل در سطح بال یک مدل وینگ سوت در این مقاله بررسی شده است که عملکرد آیرودینامیکی را تحت شرایط جریان خاص بهبود می بخشد. یکی از مکانیسم های افزایش عملکرد، تولید گردابه است که تبادل حرکت در لایه مرزی را بهبود می بخشد. این مطالعه تجربی و عددی شکل‌گیری و تکامل این گردابه ها را در محدوده عدد رینولدز ۱۰۶ بررسی میکند و بینشی را در مورد الگوهای جریان با هندسه روی سطح ارائه می‌دهد. ارزیابی های بدست آمده از مشاهدات تجربی و عددی امکان بررسی دقیق ساختار جریان را فراهم میکند. نتایج نشان می دهد که حضور قوی فشار در نزدیکی کوله پشتی باعث ایجاد مولد های قابل توجهی از گردابه در این ناحیه می شود. به محض ایجاد این گردابه ها، جریان تحت تاثیر آن روی سطح بال به صورت سه بعدی کشیده و منتشر می گردد. این فرآیندها منجر به جدایش زودهنگام تحت تاثیر زاویه حمله می گردد. بررسی ضرایب برآ و پسا نشان می دهد که، برای این رژیم جریان، مدل مورد مطالعه در زاویه حمله ۱۰ درجه بهترین کارایی در پرواز را دارد.
حمیدرضا کاویانی، احسان بشتالم،
دوره ۲۳، شماره ۸ - ( ۵-۱۴۰۲ )
چکیده
یخ‌زدگی مساله‌ای متداول در توربینهای بادی، دمنده‌ها و وسایل نقلیه پروازی میباشد. این پدیده تاثیر زیادی بر کاهش عملکرد ایرودینامیکی، افزایش آلودگی صوتی و اعمال بار اضافی بر روی سازه دارد. در این مقاله تاثیر یخ‌زدگی بر عملکرد ایرودینامیکی و ایروآکوستیکی ایرفویل ناکا-۰۰۱۲ مورد مطالعه قرار گرفته است. برای حل ایرودینامیکی از معادلات گذرا و سه‌بعدی ناویر-استوکس استفاده شده است. محاسبه صوت با استفاده از معادلات فاکس-ویلیام و هاوکینز صورت گرفته است. شبیهسازی گردابه‌ها با استفاده از روش LES و مدل مقیاس زیر شبکه WALE انجام شده است. ابتدا تمامی روش‌های محاسباتی با استفاده از داده‌های تجربی اعتبارسنجی شدهاند. سپس اثر یخ‌زدگی بر عملکرد ایرفویل مطالعه شده است. گردابه‌های جریان مورد مطالعه قرار گرفته‌اند و مکانیسم‌های تولید صوت منطبق بر این گردابه‌ها شناسایی شدهاند. نتایج نشان می‌دهد که یخ‌زدگی باعث کاهش نیروی برآ به مقدار ۷/۹ درصد و افزایش ۸/۳ برابری نیروی پسا میشود. در بازه حداکثر حساسیت شنوایی انسان (یک تا پنج کیلوهرتز) مقدار متوسط افزایش صوت نیز در حدود ۹ دسیبل میباشد که از نظر آلودگی صوتی مقدار قابل توجهی است. افزایش صوت ناشی‌از یخ‌زدگی میتواند برای شناسایی و مقابله سریعتر با این پدیده و کاهش خطرات ناشی از آن مورد استفاده قرار گیرد.
حمیدرضا کاویانی، احسان بشتالم،
دوره ۲۳، شماره ۱۱ - ( ۸-۱۴۰۲ )
چکیده
انجام محاسبات صحیح ایروآکوستیکی مستلزم پیشبینی صحیح رفتار گردابه‌های جریان است. قدرت گردابه‌ها را می‌توان با هزینه کمتر (کا-امگا اس.اس.تی) مدل نمود یا با هزینه بیشتر (با ال.ای.اس) تا ۹۰ درصد بصورت مستقیم شبیهسازی کرد. روش ترکیبی نیز با نام آی.دی.دی.ای.اس با دقت و هزینه میانی وجود دارد. در این پژوهش دقت این سه روش در محاسبه صوت ایرفویل ناکا-۰۰۱۲ در جریان برشی همگن و زاویه حمله ۸/۱۰ درجه مورد بررسی قرار گرفته است. دو مکانیسم ۱-ریزش گردابه از لایه مرزی آرام و تداخل آن با لبه فرار و ۲-امواج تولمن-شلیختینگ از عوامل اصلی ایجاد صوت در این تحقیق شناخته شدند. سطح فشار صوت در بازه یک سوم اکتاو با داده‌های تجربی مورد اعتبارسنجی قرار گرفته است. ابتدا نتایج روش ال.ای.اس و سپس آی.دی.دی.ای.اس از نظر مقدار و روند تغییرات بهترین انطباق را با داده‌های تجربی نشان داده است. در بررسی شدت تضعیف صوت با فاصله مشخص شد که بخاطر نقش موثر گردابه‌های کوچک در صوت ال.ای.اس، و تضعیف سریع آنها با افزایش فاصله تا ۲/۱ متر، سطح فشار صوت در روش ال.ای.اس و آی.دی.دی.ای.اس تقریبا برابر شدهاند. با توجه به اینکه روش آی.دی.دی.ای.اس نیاز به مقررات سخت‌گیرانه برای فاصله‌های بی‌بعد Δ x + و Δ z + در نواحی نزدیک دیواره ندارد، این انتخاب باعث کاهش حدود ۴۱ درصدی حجم شبکه محاسباتی در ازای کمتر از ۲ دسیبل خطا گردیده است. بنابراین در کابردهای صنعتی مشابه می‌توان با تقریب مناسبی از روش آی.دی.دی.ای.اس به جای ال.ای.اس برای افزایش سرعت محاسبات و انجام مطالعه پارامتری استفاده نمود.
مصطفی دهقان منشادی، وحید اصفهانیان،
دوره ۲۴، شماره ۵ - ( ۲-۱۴۰۳ )
چکیده
رویکرد اصلی در بررسی ناپایداری‌های جریان سیال، تئوری پایداری خطی است که مبتنی بر خطی‌سازی معادلات حاکم و یافتن مقادیر ویژه ناپایدار است. در بسیاری از مسائل، مانند جریانهای برشی، نتایج تئوری پایداری خطی با مشاهدات تجربی تطابق ندارد. در یک سیستم دینامیکی خطی حتی اگر تمام مقادیر ویژه پایدار باشند، اغتشاشات وارد بر سیستم میتوانند منجر به ناپایداری شوند، به‌شرط‌آن‌که توابع‌ویژه، متعامد نباشند. ویژگی گذرای این سیستم‌های دینامیکی غیرنرمال علی‌رغم پیچیدگی، با ساختارهایی کم‌بعد یعنی تعداد کمی‌مود، قابل توصیف هستند. کنترل رشد دائمی و گذرای اغتشاشات از طریق شناسایی مودهای وابسته به زمان امکان‌پذیر است. در مقاله‌ی حاضر، یک روش کاهش مرتبه مبتنی بر مودهای بهینه وابسته به زمان پیاده‌سازی شده است. این روش، رفتار رشد اغتشاشات در زمان‌های کوتاه و طولانی را شناسایی می‌نماید. همچنین یک الگوریتم کنترلی بر اساس روش کاهش مرتبه فوق، به‌منظور کنترل رشد اغتشاشات جریان سیال، پیاده‌سازی شده است. حل DNS جریان و پیاده‌سازی الگوریتم‌های کاهش‌مرتبه و کنترلی بر پایه‌ی حلگر متن‌باز NEKTAR++ انجام شده است. در مسأله‌ی اول به‌منظور اعتبارسنجی روش حل، الگوریتم کاهش مرتبه و کنترلی روی جریان عبوری از استوانه با ۵۰ Re = پیاده‌سازی شده است. در ادامه، برای نخستین بار الگوریتم کنترلی برای جریان روی استوانه در معرض اغتشاشات ماندگار متغیر با زمان پیاده‌سازی و به‌ازای پارامترهای مختلف اغتشاش خارجی حساسیت‌سنجی شده‌است. نتایج نشان می‌دهد با اعمال نیروی کنترلی بر میدان جریان، ناپایداری‌های ون کارمن، پایدار شده و جریان با ضریب برآی ثابت شکل می‌گیرد و ارتعاشات جسم حذف میشود.
