منصة الرسائل والاطاريح: التحليل العددي لانتقال الحرارة وجريان المائع المار بشكل متعامد على اسطوانة مهتزة بجساءة

الخلاصة

أجريت الدراسة العددية للتكهن بهيكلة الجريان المتعامد مع اسطوانة مهتزة (oscillating)والخواص الحرارية لجريان الهواء عند الحمل القسري . إن التغيرات الناتجة في الجريان والحرارة صنفت ضمن المسائل ذات الحدود المتحركة على فرض أن المائع لا انضغاطي ولزج وان الجريان طباقي ثنائي الأبعاد ومعتمد على الزمن وكذلك أن درجة حرارة سطح الاسطوانة ثابتة. بسبب التعقيد الموجود في الشكل الفيزيائي وحركة الحدود مع الزمن للدراسة الحالية فقد تم استخدام نظام مطابقة إحداثيات الجسم(B.F.C.) مع أسلوب توليد الشبكة المعتمد على الزمن إذ تمكن هذه الطريقة من حل معادلات الجريان حول الأجسام المعقدة دون الحاجة لأجراء التقريب أو الاستكمال على الحدود الخارجية للجسم, ولقد ولّدت شبكة النقاط الداخلية بحل معادلتين تفاضليتين من نوع القطع الناقص(Elliptic). استخدمت طريقة(الدوامية–دالة الانسياب) في هذه الدراسة, إن المعادلات الحاكمة في هذه الطريقة تتكون من معادلة قطع ناقص(دالة الانسياب) حيث تم حلها باستخدام طريقة الاسترخاء(Relaxation) ومعادلتي الدوامية والطاقة وهما قطع زائد(Parabolic) وقد تم حلهما باستخدام الزحف الزمني ودالة الفروق البينة. تم تحويل المعادلات الحاكمة من معادلات تفاضلية إلى معدلات جبرية باستخدام الفروق الحدية(Finite difference). اخذ بنظر الاعتبار التداخل الحاصل بين حركة المائع وحركة الاسطوانة , لغرض التغلب على الحركة المستمرة للحدود الناتجة بسبب اهتزاز الاسطوانة تم تحديث شبكة النقاط لكل خطوة زمنية مع المواقع الجديدة وإدخال حدود جديدة إلى المعدلات الحاكمة( معادلة نقل الدوامية ومعادلة الطاقة), حيث إن تلك الحدود تقوم بمعالجة التأثيرات الناتجة من الحركة المستمرة على المجال الحسابي. عدد رينولدز المستخدم في الدراسة الحالية ضمن المدى80الى600 والتذبذب المخفض0 إلى 0.7 وكذلك السعة اللابعدية 0 إلى 0.9. وقد استخدمت قيمة واحدة لعدد برانتل(0.7) وثلاثة أنواع من الاهتزاز (العمودي والأفقي والمداري) بالإضافة إلى الاسطوانة الثابتة. إن انتقال الحرارة يتأثر بمقدار كبير نتيجة للاهتزاز(Oscillation) الاسطوانة حيث وجد إن عدد نسلت الإجمالي يتعزز في بعض الحالات بنسبة (37%,57%,64%) في حالة الاهتزاز العمودي والأفقي والمدري وعلى الترتيب. كما إن أعظم قيمة لعدد نسلت المحلي لنفس الحالات أعلاه تتعزز بنسبة(64%,70%,78%) للاهتزاز العمودي والأفقي والمداري على الترتيب. من ناحية أخرى ,إن الاهتزاز يؤثر بشكل ملحوظ على الخواص الحرارية وزخم الهواء المار حول الاسطوانة حيث إن الاهتزاز يؤثر على كثافة خطوط السريان وخطوط ثبوت درجة الحرارة والدوامات المنعزلة من الاسطوانة لكل دورة. حيث وجد إن معامل الاحتكاك المحلي يتعزز في بعض الحالات بنسبة (63%,52%,75%) لكل من الاهتزاز العمودي والأفقي والمداري على الترتيب. لقد تم الحصول على توافق جيد بين النتائج العديدة وما موجود من معلومات عند مقارنتها.