تحليل عددي جريان همراه با ميكروحباب حول يك جسم متقارن محوري

كارشناسي ارشد

كاهش درگ و درنتيجه كاهش نيروي بازدارنده اجسام شناور داخل يا روي آب و درنتيجه دست‌يابي به سرعت‌هاي بالاتر و مصرف سوخت كمتر يكي از مهم‌ترين موضوعات در مهندسي هست. نيروي درگ وارده بر اجسام خارجي شامل نيروي درگ اصطكاكي و درگ فشاري ناشي از هندسه شكل است كه هريك از آن‌ها تأثير خاصي بر نيروي وارده بر جسم دارد، درنتيجه براي كاهش درگ وارده بايستي سعي در كاهش هريك از اين نيروها داشت. يكي از روش هاي مناسب براي كاهش درگ اصطكاكي تزريق ميكرو حباب‌ها به داخل لايه‌مرزي است. در اين مقاله، شبيه‌سازي كاهش درگ از طريق تزريق ميكرو حباب بر روي يك جسم متقارن محوري بررسي شده است. مدلي كه براي بررسي كاهش درگ در اين پروژه انتخاب شده يك ربات هوشمند زيرآبي است كه در آزمايشگاه هيدروديناميك كاربردي دانشگاه علم و صنعت مورد آزمون قرار گرفته است. براي شبيه‌سازي جريان دو فاز از مدل ميكسچر و از مدل توربولانسي k-w sst در نرم‌افزار فلوئنت استفاده‌شده است. در اين پژوهش ميكرو حباب تحت زوايا و سرعت مختلف در دو حالت تحت زاويه نسبت محور جسم و همچنين انحراف از سطح عمود بر جسم بر روي آن تزريق مي‌شود. تأثير هريك از اين پارامترها بر ضريب درگ و نيروي وارده بر جسم محاسبه شده است. كاهش درگ بر روي جسم متقارن محوري در دو حالت تزريق متفاوت در اين پژوهش صورت گرفت است. در هريك از اين حالت ها ميزان كاهش درگ محاسبه شده و ارائه‌شده است. ميزان كاهش درگ بر روي جسم در زوايه تزريق 45 درجه براي هر دو حالت با هم محاسه شده است. در هر دو حالت ميزان كاهش درگ در يك نسبت نزديك به هم در نسبت سرعت تزريق به سرعت جريان آزاد مشاهده مي‌شود و همچنين در هر دو حالت با افزايش سرعت تزريق هوا به سرعت جريان آزاد ميزان كاهش درگ، كاهش مي‌يابد. در حالتي كه جريان با انحراف نسبت به بردار عمود بر سطح تزريق مي‌شود ميزان شيب كاهش درگ كند تر است براي مثال در نسبت سرعت تزريق هوا به سرعت جريان آزاد 5 چيزي در حدود 15 درصد اختلاف در كاهش درگ مشاهده مي‌شود.

190562

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر مهدي مقيمي