۷۴۵۸پ
per
اثر پدیده EHD بر کنترل لایه مرزی ورقه ای روی استوانه به کمک دو الکترود سیمی و دو الکترود نواری چسبیده به سطح استوانه
/غلامرضا تطهیری
: دانشکده فنی مهندسی مکانیک
چاپی
کارشناسی ارشد
رشته مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی
۱۳۸۴/۱۱/۲۵
دانشگاه تبریز
از جمله راه های کنترل نیروی درگ وارد بر استوانه در معرض جریان، و نیز افزایش یا کاهش انتقال حرارت در سیستم های شامل این نوع جریان ها، کنترل لایه مرزی تشکیل شده روی استوانه می باشد .یکی از روش های موثر و نوین در کنترل لایه مرزی ورقه ای، استفاده از میدان های الکتریکی با ولتاژ بالا در جریان سیال است .در چنین شرایطی به علت بررسی توأم معادلات میدان های الکتریکی و معادلات اساسی مومنتم و معادلات انتقال گرما، مسأله پیچیده شده و تحت عنوان پدیده الکتروهیدرودینامیک EHD بحث می شود .در این تحقیق اثر میدان الکتریکی بر روی میدان سیال در جریان حول استوانه و چگونگی تأثیر آن بر لایه مرزی روی استوانه و همچنین نیروی درگ اعمالی بر استوانه، به صورت دو بعدی برای جریان ورقه ای هوا بررسی شده است .برای بررسی این موضوع، معادلات پیوستگی و مومنتم برای میدان سیال و معادلات پایستاری جریان الکتریکی و پواسون برای میدان الکتریکی به صورت عددی و به روش حجم محدود حل شده اند .با توجه به اینکه حل میدان های الکتریکی از حل میدان سیال مستقل است، ابتدا معادله میدان الکتریکی و سپس پایستاری جریان الکتریکی به روش حجم محدود حل شده اند .برای حل میدان سیال از الگوریتم SIMPLE و روش HYBRID استفاده شده است .با استفاده از نتایج حل میدان الکتریکی می توان نیروهای بدنه ای وارد بر ذرات قطبی شده سیال را محاسبه کرد و این نیروها را به منظور بررسی اثرات آنها بر جریان سیال، در معادلات مومنتم وارد کرد .در این پژوهش از دو الکترود سیمی و دو الکترود صفحه ای برای اعمال میدان الکتریکی استفاده شده است .با استفاده از نتایج حاصله مشاهده شد که، نحوه تأثیرگذاری میدان های الکتریکی بر میدان جریان سیال به شدت تابع هندسه الکترودها و شدت میدان الکتریکی است .ولی آنچه مسلم است با اعمال این نیروها، مومنتم ذرات و بنابراین سرعت آنها در لایه مرزی افزایش می یابد .همچنین میدان جریان سیال در دو عدد رینولدز ۴۰ و ۱۰۰ بررسی شده است که نشان می دهد با افزایش عدد رینولدز این تأثیرات کاهش می یابند .همچنین به علت ایجاد جریان برگشتی بعد از استوانه نیروی درگ افزایش یافت
One of the ways, to control of the drag forces applying to the circular cylinder in the air flow, and decrease or increase in the heat transfer coefficients in such systems, is controling the generated boundary layer around the cylinder. And one of the new and effective ways for boundary layer control, is using high voltage electrostatic field in fluid flow. In these conditions, because of the coupled relations between electric field and momentum and heat transfer equations, the problem is complicated and discussed as electro-hydro-dynamic or EHD. In this research the effect of electric field on fluid flow field in the boundary layer on cylinder and also on drag coefficient applied to the cylinder, is two dimentionaly discussed for layer air flow. For this purpose the equation of conservation and momentum for flow field and conservation for electric density and poissons for electric field are solved with numerical and finite element method. Because of the independency in solution of the electric and flow field, first the equation of electric field and conservation of electric field is solved by finite element method. For solving the fluid flow, SIMPLE algorithm and HYBRID method is used. By use of the result of solving the electric field, we can calculate the body forces applied to the polarized fluid particles. Then to calculate the effects of them to the fluid flow, insert them in momentum equation. In this research we used two wire and two plate electrode for generation electric field. By use of the results, we observed that the effect of electric field on fluid flow field is widely dependent on geometry of the electrodes and the intensity of the electric field. But in fact, by applying these forces, particles momentum and the velocity of them is increased. Also the fluid flow is discussed in two Reynolds number, 40, 100. It was shown that increasing in Reynolds number, decrease these effects.Also because of the generating back flow, the drag force is increased
تطهیری، غلامرضا
اسماعیل زاده، اسماعیل، استاد راهنما
علوی تبریزی،سید پرویز، استاد مشاور
نمایه‌سازی قبلی
