بخشی از مقاله
چکیده
هدف از این مقاله حل جریان جریان سیال غیر نیوتنی عبور کننده از روی سیلندر مربعی و اثر تغییر زاویه سیلندر میباشد. در کار انجام شده جریان آزاد سیال غیرنیوتنی گذرنده از سیلندر مربعی در دو حالت با زاویه مختلف نسبت به جریان، در حالت غیردایم، دوبعدی، تراکم ناپذیر بصورت عددی در محدوده 60 Re 200 مورد بررسی قرار گرفته است. برای گسسته سازی معادلات از روش حجم محدود استفاده شده است. نتایج حاصله برای ضریب پسا و خطوط جریان متوسط همچنین کانتورهای فشار و سرعت ارائه شده است.
-1 مقدمه
معادلات ناویراستوکس، یکی مدل ریاضی کامل برای سیال ارائه میدهند. به دلیل پیچیده بودن این معادلات در فرم کامل ناویراستوکس، حل تحلیلی غیرممکن است، بنابراین روش های عددی به کمک رایانه بهترین گزینه برای حل بخشی از این معادلات میباشند. پیشرفت سریع در زمینه تکنولوژی رایانه در چند دهه اخیر باعث استفاده گسترده دینامیک سیالات محاسباتی در حل عددی مسائل جریان سیال شده است.
اهمیت جریان سیال اطراف اجسام و نیز خطوط جریان را میتوان در کاربردهای وسیع علوم مهندسی پیدا کرد. جدایی لایه مرزی و تشکیل گردابهها، یکی از پدیدههای معمولی است که در اعداد رینولدز نسبتا پایین - البته بسته به هندسه شکل - به سبب شیب فشار مطلوب، ایجاد میشود.این پدیده باعث نوسانات توزیع فشار روی سطح جسم و در نتیجه لرزش خود جسم می گردد. لرزش جسم ممکن است برای سازه خطر آفرین باشد.
مانند : پلهای معلق و سکو های دریایی .[1] با وجود اینکه بسیاری از تحقیقات انجام شدهی مرتبط با جریان اطراف اجسام مستطیل مانند - مثلا لوزی - ، کمتر به صورت تجربی و عددی است، با این حال این شکل کاربردهای زیادی در تجزیه و تحلیل آیرودینامیک و مسائل FSI1 دارند .[1,2] بطور کلی بیشتر مطالعات انجام شده در این زمینه به بررسی رفتار سیال نیوتنی عیور کننده از سیلندر مربعی پرداختند، اما تحقیقات کمی برای سیال غیر نیوتنی انجام شده و دلیل آن حجم بالای محاسبات و مشکلات در هم گرایی بوده است [3]
-2-2 تئوری جریان
جریان سیال غیرنیوتنی پاورلا مورد بررسی در این مقاله از نوع جریان آزاد دو بعدی تراکم ناپذیر میباشد. این جریان با سرعت ورودی u از روی یک سیلندر مربعی با طول ضلع مشخص عبور خواهد کرد. همچنین با توجه به اینکه رینولدز های بزرگتر از رینولدز بحرانی در این مقاله بررسی می شود معادلات بصورت غیر دائم حل میگردند. تمام خواص ترمودینامیکی ثابت در نظر گرفته شدهاند. با توجه به فرضیات فوق معادلات پیوستگی و اندازه حرکت در این مقاله به صورت عددی حل خواهند شد.
