به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Turbulent boundary layer » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «Turbulent boundary layer» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • عباس افشاری*، علی اکبر دهقان، احمدرضا ایوبی، حیات الله اداوی
    مطالعه نوفه لبه فرار لایه مرزی آشفته، موضوعی بنیادی در طراحی و تولید وسایل پرنده با حداقل نوفه است. در طول دهه های گذشته، روش های غیرفعال مختلفی برای کاهش نوفه لبه فرار پیشنهاد شده و جدیدترین راهبرد، استفاده از فینلت های کاهش دهنده نوفه است. در مطالعه حاضر، به منظور بررسی نحوه تاثیر فینلت های کاهش دهنده نوفه بر میدان جریان آشفته در محدوده لبه فرار مدل، یک صفحه تخت مجهز به سنسورهای اندازه گیری فشار ناپایای سطح، طراحی و ساخته شده است. سپس با نصب مجموعه ای از فینلت ها با فواصل عرضی مختلف روی صفحه تخت، اثرات حضور آن ها روی میدان جریان در پایین دست فینلت ها به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که رفتار جریان در پایین دست فینلت ها، به شدت وابسته به فاصله عرضی بین فینلت هاست. در حالی که استفاده از فینلت های درشت، منجر به کاهش سرعت متوسط، شدت آشفتگی و محتویات انرژی ساختارهای آشفته فرکانس پایین در نقاط نزدیک به سطح مدل در پایین دست فینلت ها می گردد، رفتار جریان در پایین-دست فینلت های ریز تا حدودی مشابه جریان در پایین دست پله رو به عقب است. برای فینلت های ریز، محتویات انرژی ساختارهای آشفته جریان در نواحی نزدیک به سطح در تمامی محدوده فرکانسی، کاهش قابل توجهی یافته است. نتایج همبستگی متقابل و تابع همدوسی بین نوسانات فشار سطح و میدان سرعت نیز نشان داد که در حالی که مهمترین مکانیزم موثر بر نوسانات فشار سطح برای فینلت های درشت، جریان کم مومنتوم خروجی از بین فینلت هاست، برای فینلت های ریز، ساختارهای گردابه ای تشکیل شده بواسطه جدایش جریان سهم موثری بر نوسانات فشار سطح در پایین دست فینلت ها دارد.
    کلید واژگان: نوفه, صفحه تخت, لایه مرزی آشفته, فینلت}
    Abbas Afshari *, Aliakbar Dehghan, Ahmadreza Ayoobi, Hayat Adavi
    The study of turbulent boundary layer trailing-edge noise is a fundamental issue in design and production of flying vehicles with minimum noise. Over the past decades, to reduce trailing-edge noise, various passive methods have been proposed, and the most recent strategy is the use of noise-reducing finlets. In the present study, to investigate the effect of noise reduction finlets on the turbulent flow field in the vicinity of the model trailing edge, a flat-plate model equipped with unsteady surface pressure transducers has been designed and built. Then, by installing a set of finlets with different lateral spacing on it, their effects on the flow field downstream of the finlets have been experimentally studied. Results show that the flow behavior downstream of the finlets is strongly affected by the spacing between the finlets. While the use of coarse finlets leads to a reduction in the mean velocity, turbulence intensity, and energy contents of low-frequency turbulent structures in the near-wall regions downstream of finlets, the flow behavior downstream of fine finlets are somewhat similar to the flow behind a backward-step. For fine finlets, the energy contents of turbulent structures in the near-wall regions are significantly reduced over the whole frequency range. he results of cross-correlation and coherence between surface pressure fluctuations and velocity field also showed that while the most important mechanism affecting surface pressure fluctuations for the coarse finlets is the exit low-momentum flow, for the fine finlets, vortical structures formed by flow separation have the most impact.
    Keywords: Noise, Flat-plate, Turbulent boundary layer, finlets}
  • Ebrahim Sharifi Teshnizi *, Fereshte Momeni
    The main purpose of this study is to develop an understanding of the turbulent boundary layer calculation to analyze displacement of the separating point in diffusers. An approximate method has been used which is based on an analogy with the rheological power law and is applied in the study of non-linear viscous flows. At first, the method has been validated with the experimental data in the same experimental cases study. An appropriate geometric with and without the Nano-fluids in the straight-wall and curved-wall conical diffusers has been investigated. Its analyses output was compared with the results obtained by a numerical code. Also, the proposed method is more practical and can be used in diffuser design procedures.
    Keywords: Turbulent boundary layer, Separating point, approximate method, Straight-wall, Curved-wall Conical diffusers}
  • محمد فرمانی*، علی اکبر دهقان، میلاد ذبیحی نژاد
    در این پژوهش، اثر فینلت های مستطیل شکل بر نویز لبه فرار یک صفحه تخت در جریان لایه مرزی آشفته تراکم ناپذیر با عدد ماخ 06/0 به صورت عددی مطالعه شده است. فینلت ها در بالادست لبه فرار صفحه تخت و با دو فاصله عرضی 5/1 و 9/0 میلیمتر مدل شده اند. برای شبیه سازی عددی جریان لایه مرزی آشفته روی صفحه تخت از رهیافت شبیه سازی گردابه بزرگ با مدل آشفته ساز جریان ورودی لاند در کد متن باز اوپنفوم استفاده شده است. ابزار کاوشگر برای داده برداری از میدان فشار و سرعت استفاده شده است. کاربرد فینلت ها سبب افزایش چگالی طیفی نوسانات فشار در بازه فرکانسی پایین تا میانی و کاهش آن در فرکانس های بالا در موقعیت های بین و پایین دست فینلت ها شده است. همچنین طول مشخصه عرضی نوسانات فشار افزایش و سرعت جابجایی ساختارهای گردابه ای در محدوده لبه فرار صفحه تخت کاهش یافته و کاهش فاصله عرضی فینلت ها سبب تشدید اثر آن ها شده است. فینلت ها سبب کاهش سرعت متوسط و افزایش شدت آشفتگی در محدوده پایین دست جریان شده و کاهش فاصله عرضی فینلت ها سبب تشکیل یک لایه برشی قویتر بر روی آن ها و گسترش محدوده پناهگاه برشی در پایین دست فینلت ها شده است. با توجه به نتایج پیش بینی نویز دوردست با آنالوژی کرل، فینلت ها با فاصله عرضی 5/1 میلیمتر سبب کاهش اندک نویز تا حدود 3/0 دسی بل و فینلت های با فاصله عرضی 9/0 میلیمتر سبب افزایش نویز تا حدود 1 دسی بل در محدوده لبه فرار صفحه تخت شده است.
    کلید واژگان: شبیه سازی عددی, فینلت, نویز لبه فرار, لایه مرزی آشفته, صفحه تخت}
    Mohammad Farmani *, Aliakbar Dehghan, Milad Zabihinezhad
    In this study, the effect of rectangular finlets on the trailing edge noise of a flat plate in an incompressible turbulent boundary layer with Mach number 0.06 has been studied numerically. The finlets are modeled upstream of the trailing edge of the flat plate with two spanwise spacing of 1.5 and 0.9 mm. Large eddy simulation (LES) approach with Lund inflow generation model in open source code of OpenFOAM has been used to simulate the turbulent boundary layer flow. Probe utility has been used for pressure and velocity data acquisitions. The finlets have increased the PSD of pressure fluctuations in the low to mid frequencies and decreased it at high frequencies between and downstream of the finlets. Also, the spanwise length scale of the pressure fluctuations increases but the eddy convection velocity is reduced and their effects has intensified by the reduction of the spanwise spacing. The mean velocity decreases but the turbulence intensity increases downstream of the finlets. The reduction of the spanwise spacing of the finlets results in the formation of a stronger shear layer and the extension of the shear sheltering area downstream of the finlets. According to the results of the far-field noise prediction with Curle analogy, finlets with the spacing of 1.5 mm have slightly reduced the noise about 0.3dB but the finlets with the spacing of 0.9 mm have increased the trailing edge noise of the flat plate, about 1dB.
    Keywords: Simulation, Finlet, Trailing edge noise, Turbulent boundary layer, Flat plate}
  • عباس افشاری*، علی اکبر دهقان، علی نگهبان برون، احمدرضا ایوبی

    در مطالعه حاضر، کارایی فینلت به عنوان یک روش کنترل غیرفعال نویز لبه فرار به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. طیف فشار سطح، طول مشخصه نوسانات فشار سطح در راستای دهانه بال و سرعت جابجایی ساختارهای گردابه ای در محدوده لبه فرار پارامترهای مهمی در تعیین نویز لبه فرار در دوردست هستند. در این مطالعه جهت اندازه گیری پارامترهای فوق، یک صفحه تخت مجهز به سنسورهای اندازه گیری فشار ناپایای سطح، طراحی و ساخته شده است. استفاده از فینلت ها با فواصل عرضی زیاد، منجر به کاهش طیف فشار سطح در فرکانس های میانی و بالا و افزایش طول مشخصه در راستای دهانه مدل در فرکانس های پایین و میانی شده است. از طرف دیگر، برای فینلت ها با فواصل عرضی کم، در حالی که طیف فشار سطح در فرکانس های بالا به مقدار بیشتری کاهش یافته، افزایش نامطلوبی در فرکانس های پایین تا میانی بوجود آمده است. فینلت های ریز می توانند منجر به کاهش همدوسی عرضی در فرکانس های میانی و بالایی گردند. سرعت جابجایی ساختارهای گردابه ای نیز در پایین دست همه فینلت ها کاهش یافته است. در نهایت با استفاده از مدل تحلیلی امیت-راجر، تغییرات نویز لبه فرار در دوردست ناشی از حضور فینلت های مختلف پیش بینی شده که نتایج نشان دهنده کارایی مناسب فینلت ها در محدوده فرکانس های میانی و بخصوص بالاست.

    کلید واژگان: فینلت, نویز لبه فرار, لایه مرزی آشفته, طیف فشار سطح, ساختارهای گردابه ای}
    Abbas Afshari *, Aliakbar Dehghan, Ali Negahban.B, Ahmadreza Ayoobi

    In the present study, the efficiency of the finlet as a means of passive trailing-edge noise control has been experimentally investigated. Surface pressure spectra, spanwise length scale, and eddy convection velocity in the trailing-edge region are important parameters in determining far-field trailing-edge noise. In the present study to measure the above parameters, a flat-plate model equipped with unsteady surface pressure transducers has been designed and built. Results have shown that the flow behavior downstream of the finlets is strongly affected by the spacing between the finlets. The use of finlets with coarse spacing leads to a reduction in the surface pressure spectrum at mid to high frequencies and an increase in the spanwise length scale at low to mid frequencies. On the other hand, for the finlets with fine spacing, while the surface pressure spectrum has been further reduced at high frequencies, there has been an undesirable increase at low to mid frequencies. Moreover, fine finlets can significantly reduce the coherence and eddy convection velocity at mid to high frequencies. Finally, the Amiet-Roger model has been used to evaluate the changes in far-field trailing-edge noise and the results have shown the effectiveness of finlets in the mid and especially high frequency range.

    Keywords: Finlet, Trailing-Edge Noise, Turbulent Boundary Layer, Surface Pressure Spectra, Eddy}
  • Y. T. Lee, H. C. Lim

    This study aims to generate a fully developed turbulent boundary layer in the channel domain using LES (Large Eddy Simulation), suitable inflow conditions along with statistically reliable turbulent characteristics are required. This study clarifies the effect of the integral length scale from the existing data on the generation of turbulent boundary layers. In order to justify the work, an artificially created boundary layer is imposed on the inlet section, which gradually evolves into a fully developed turbulent boundary layer flow inside the numerical domain. In this study, the synthetic inflow method, which is based on an exponential correlation function, is used by imposing the spatial and temporal correlation between two different points on the inlet section. In addition, we conducted parametric length scale studies on the inlet section and compare our results with existing data. The results indicated that the cases of larger length scale in the span-wise direction were not only effective in achieving the target shape of a fully developed turbulent boundary layer, but also developed it faster than the smaller-length scales.

    Keywords: Statistical inflow data, Synthetic inflow generator, Integral length scale, Channel flow, Turbulent boundary layer, CFD}
  • محمد فرمانی، علی اکبر دهقان*، عباس افشاری

    در مطالعه حاضر، یکی از مهمترین مکانیزم های تولید نویز آیرودینامیکی به صورت عددی بررسی شده است. معادلات جریان ناپایای تراکم ناپذیر لایه مرزی آشفته با عدد ماخ 06/0، بر روی صفحه تخت بطول 30 سانتیمتر با استفاده از رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ در نرم افزار اوپنفوم حل شده و بمنظور کاهش هزینه محاسباتی از مدل مرز ورودی لاند استفاده شده است. برای محاسبه پارامترهای موثر بر آلودگی صوتی لبه فرار (شامل طیف فشار سطح، طول مشخصه نوسانات فشار در راستای دهانه مدل و سرعت جابجایی ساختارهای گردابه ای)، مقادیر فشار در نقاط مختلفی از سطح مدل صفحه تخت، با استفاده از ابزار کاوشگر داده برداری شده است. در نهایت آلودگی صوتی لبه فرار صفحه تخت در دوردست با استفاده از مدل تحلیلی امیت- راجر پیش بینی شده است. نتایج نشان داد که روش عددی بکار رفته در این مطالعه، ضمن برخورداری از هزینه محاسباتی معقول، از توانمندی مناسبی در پیش بینی مستقیم پارامترهای موثر بر آلودگی صوتی لبه فرار برخوردار است. همچنین بررسی پیش بینی و محاسبه مستقیم پارامترهای طیفی موثر بر آلودگی صوتی لبه فرار لایه مرزی آشفته، علاوه بر استفاده در مدل های پیش بینی آلودگی صوتی دوردست، اطلاعات دقیق و مناسبی از فیزیک جریان و ابعاد و طول عمر ساختارهای گردابه ای جریان لایه مرزی آشفته، فراهم می کند.

    کلید واژگان: تحلیل عددی, لایه مرزی آشفته, پارامترهای موثر بر آلودگی صوتی لبه فرار}
    Mohammad Farmani, Aliakbar Dehghan *, Abbas Afshari

    In the present study, one of the most important mechanisms of aerodynamic noise generation is investigated numerically. Large-eddy simulation approach used to solve the unsteady flow equations of turbulent boundary layer with Mach number 0.06 over a flat plate of length 30-cm. Lund's inflow boundary model used to reduce the computational cost. To calculate the parameters affecting trailing edge noise (include surface pressure spectra, spanwise length scale of the surface pressure fluctuations and eddy convection velocity), data acquisition of SPFs values in different points over the flat plate surface done using the probe tool in OpenFOAM software. Finally, the farfield noise predicted using analytical Amiet-Roger model. The results showed that the numerical solution method used in this study, while having reasonable computational cost, has a good ability to predict the effective parameters on the trailing edge noise. In addition, studying the spectral parameters affecting the turbulent boundary layer trailing edge noise showed that prediction and direct estimation of these parameters, while are using in far-field noise prediction models, provide accurate and proper information on physics of the flow and dimensions and life time of turbulent boundary layer vortex structures.

    Keywords: Numerical Analysis, Turbulent Boundary Layer, Parameters Affecting Trailing Edge Noise}
  • سعید کرمی*، علی ملکی، روج الله هادی پورگودرزی، ابراهیم علیزاده
    برای یک شناور سطحی پروانه استاندارد طراحی شد، سپس با یک برنامه کامپیوتری هندسه سه بعدی پروانه بر مبنای داده های دوبعدی تولید و شبکه بندی و میدان جریان حول پروانه بر مبنای روش دینامیک سیالات محاسباتی حل گردید در این راستا از شبکه بندی ترکیبی و شرط پریودیک با برش اسپیلاین استفاده شد. در مدل سازی عددی از یک مدل دایم و سه مدل غیر دایم استفاده شد. نتایج مورد اعتبارسنجی و عدم قطعیت خطای گسسته سازی شبکه بندی محاسبه گردید. نتایج دارای تطابق مناسبی با نتایج آب آزاد بود. نقطه جدایش جریان تخمین زده و دنباله پروانه موردبررسی قرار گرفت. به منظور مدل سازی گذار لایه مرزی از دو مدل گذار گاما و گاما رینولدز تتا استفاده شد. برای آشکارسازی گردابه و دنباله پروانه از معیار کیو استفاده گردید. جدایش جریان و گذار لایه مرزی از آرام به آشفته در روش غیر دایم در ضرایب پیشروی بالا با حالات دایم متفاوت بود. اثرات افزودن دو داکت استاندارد با کد 19 آ و 37 آ با پروانه باز مورد مقایسه و بررسی قرار گرفت که داکت19 آ دارای خواص هیدرودینامیکی بهتری بود.
    کلید واژگان: پروانه دریایی, جریان دنباله پروانه, لایه مرزی آرام و آشفته, پروانه باز و بسته, دینامیک سیالات محاسباتی}
    Saeed Karami *, Ali Maleki, Rohollah Hadipor Godarzi, Ebrahim Alizade
    In this research, a standard propeller was designed for a surface vessel, then using a computer program, 3D propeller geometry based on two- dimensional data generated and griding and flow field around the propeller was solved based on the computational fluid dynamics method. In this regard, we used a hybrid grid and periodic condition based on a spline Cutting. A steady model and three unsteady models were used in the numerical modeling. The results were validated and uncertainty grid discretization error was calculated. The results were in good agreement with the results of open water, an estimated separation point and propeller wake were investigated. In order to modeling the transition of the boundary layer, two models of gamma and γ-Reθ transition were used. The Q criterion was used to detection vortices and wakes. The separation of flow and transition of the boundary layer from laminar to turbulent in high advanced coefficients in the unsteady models was different of the steady model. The effects of adding two standard duct with 19A and 37A with open propeller were compared that 19A duct had better hydrodynamic properties.
    Keywords: Marine Propeller, Propeller Wake, Laminar, Turbulent Boundary layer, Open, Close Propeller, Computational fluid dynamics}
  • روح الامین درگاهی، روح الله رفعی*
    در مقاله حاضر به بررسی توزیع فشار و دما روی سطح جسم میانی نازل آیرواسپایک در نسبتهای فشار مختلف پرداخته شده است. برای تجزیه معادلات حاکم بر جریان آشفته از روش حجم محدود با مدلهای توربولانسی مختلف استفاده شده است. با مقایسه نتایج با داده های تجربی موجود، مدل SST k-ω برای شبیه سازی جربان آشفته انتخاب شده است. طول ناحیه چرخشی، تغییر دما در نقاط دمای بیشینه و کمینه، تغییرات دما و فشار در ناحیه چرخشی و امکان پیش بینی نقطه جدایش و ضمیمه شدن بوسیله نمودار توزیع فشار و دما بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که با افزایش نسبت فشار نقطه های جدایش، ضمیمه شدن و ناحیه چرخشی به طرف پایین-دست حرکت می کنند و همزمان طول ناحیه چرخشی نیز افزایش می یابد. همچنین مقدار دما در نقاط دمای بیشینه و کمینه تقریبا تغییر نمی کند ولی مقدار فشار بیشینه و کمینه کاهش پیدا می کنند. یکی دیگر از نتایج مهم تقریب خوب پیش بینی نقطه ضمیمه شدن توسط نمودار دما در نقطه دمای بیشینه می باشد به طوری که نقطه ضمیمه شدن همان مکانی می باشد که دما بیشینه می باشد.
    کلید واژگان: لایه مرزی آشفته, توزیع فشار, توزیع دما, جدایش ناشی از شوک, نازل آئرواسپایک}
    Roholamin Dargahi, Rohollah Rafee *
    In this paper, the pressure and temperature distributions over the ramp of an Aerospike nozzle in different pressure ratios are presented. Governing equations of the turbulent flow have been solved using the finite volume method and different turbulence models. By comparing the obtained results with available experimental data, SST k-ω model has been selected for numerical simulations. In this study, the length of the recirculation zone, the temperature, and pressure variations within the recirculation zone and locations of the separation and reattachment points have been investigated in detail. Results show that the increase in the pressure ratio can move separation, reattachment points, and recirculation zone to downstream of the flow and also increase the length of the recirculation zone simultaneously. The maximum and minimum temperatures did not change but the maximum and minimum pressures reduced. Also, the results show that the reattachment point has the maximum temperature of the flow and this maximum temperature point can be adopted as the reattachment point.
    Keywords: Turbulent boundary layer, Pressure distribution, Temperature distribution, Shock Separation, Aerospike Nozzle}
  • عباس افشاری، علی اکبر دهقان*، محمد فرمانی
    ضرورت کاهش صدای نامطلوب ناشی از هواپیماها، توربین های بادی و فن ها، باعث ایجاد علاقه مندی زیادی در رابطه با شناسایی منابع نویز اینگونه وسایل شده است. نویز لبه فرار لایه مرزی آشفته یکی از منابع اصلی نویز آیرودینامیکی بوده و در دهه های گذشته مطالعات گسترده ای روی آن انجام گرفته است. بررسی ها نشان داده که طیف فشار سطح، طول مشخصه نوسانات فشار سطح در راستای دهانه بال و سرعت جابجایی ادی ها در محدوده لبه فرار پارامترهای مهمی در تعیین نویز دوردست ناشی از لبه فرار هستند. در مطالعه حاضر جهت اندازه گیری پارامترهای فوق، یک صفحه تخت مجهز به سنسورهای فشار سطحی در دو راستای جریان و دهانه بال طراحی و ساخته شده است. همچنین از میکروفون های کوچک کندانسوری FG-23329-P07 به عنوان سنسور فشار ناپایا استفاده شده است. کلیه آزمایش ها در تونل باد مادون صوت دانشگاه یزد و در سه سرعت 10، 15 و 20 متر بر ثانیه انجام گرفته است. طول مشخصه در راستای دهانه مدل و سرعت جابجایی ادی ها به ترتیب از طریق داده برداری همزمان فشار ناپایای سطح در نقاط مختلف در راستای دهانه مدل و در راستای جریان و با استفاده از چگالی طیفی متقابل محاسبه شده است. نتایج حاصله، شامل طیف فشار سطح، توابع همدوسی طولی و عرضی و سرعت جابجایی ادی ها، اطلاعات زیادی در رابطه با ساختار جریان در لایه مرزی آشفته فراهم نموده است. نتایج نشان می دهد که بهترین اجتماع داده های طیف فشار سطح در محدوده فرکانس های پایین و فرکانس های میانی و بالا به ترتیب به ازای استفاده از مقیاس های لایه مرزی خارجی و داخلی حاصل خواهد شد. همچنین توابع همدوسی طولی و عرضی، به ترتیب اطلاعات مناسبی از طول عمر (و یا برعکس آن، فروپاشی) ادی ها و ابعاد فیزیکی آن ها ارائه می دهد. در نهایت با استفاده از مدل تحلیلی امیت - راجر، نویز لبه فرار صفحه تخت در دوردست پیش بینی شده که نتایج نشان دهنده کارایی مناسب این مدل در پیش بینی نویز لبه فرار لایه مرزی آشفته است.
    کلید واژگان: نویز لبه فرار, لایه مرزی آشفته, طیف فشار سطح, سرعت جابجایی ادی ها, طول مشخصه در راستای دهانه}
    Abbas Afshari, Ali Akbar Dehghan *, Mohammad Farmani
    Requirement of reducing undesirable noise from airplanes, wind turbines blades and fans resulted in the identification of noise sources of such equipment in many research works. Turbulent boundary layer trailing edge (T.E.) noise is one of the main sources of aerodynamic noise and extensive studies have been conducted on it during the past decades. Previous studies have shown that surface pressure spectra, the spanwise length scale of the SPFs and eddy convection velocity in the T.E. region are crucial quantities in determination of the far-field trailing edge noise. In the present study, for measuring these parameters and hence predicting the far-field trailing edge noise, a flat-plate model is designed and built. The flat plate is equipped with several streamwise and spanwise miniature condenser microphones, FG-23329-P07, acting as surface pressure transducers. All the experiments were carried out in a subsonic wind tunnel for three free-stream velocities: 10, 15 and 20 m/s. The spanwise length scale and eddy convection velocity are calculated by simultaneously measuring of unsteady surface pressure respectively in both streamwise and spanwise directions and using cross spectral density. The experimental results, including the surface pressure spectra, longitudinal and lateral coherence and eddy convection velocity provide many information about the flow field structure in the turbulent boundary layer. The results also show that the best collapses in the surface pressure spectra at low frequency and middle to high frequencies can be obtained by using outer and inner layer scales respectively. Furthermore, the longitudinal and lateral coherences can provide adequate information about the lifespan (or, inversely, the decay) of the eddies and their physical size. Finally, the trailing edge noise from flat plate has been predicted by using the analytical Amit-Roger model and results show the effectiveness of this model for prediction of far-field turbulent boundary layer trailing edge noise.
    Keywords: Trailing edge noise, Turbulent boundary layer, Surface pressure spectra, Eddy convection velocity, Spanwise length scale}
  • محمد فرمانی، علی اکبر دهقان*، عباس افشاری

    در این مطالعه اثر سه مدل مختلف مرز ورودی بر مشخصه های جریان لایه مرزی آشفته روی صفحه تخت بررسی شده است. مدل های مرزی مورد بررسی شامل پروفیل سرعت ورودی یکنواخت با آشفته سازی توسط تریپ، مدل مرز ورودی مبتنی بر حل اولیه (تی وی ام اف) و مدل بازمقیاس-بازنگاشتی لاند، در رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ قابل استفاده است. شبیه سازی جریان با رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ و ضریب اسماگورینسکی دینامیکی در نرم افزار اوپنفوم انجام شده است. همچنین اعتبارسنجی روش عددی با کمک نتایج حل عددی مستقیم و تحلیلی انجام شده است. مقایسه ضریب اصطکاک پوسته ای با روابط تحلیلی نشان می دهد که حداکثر انحراف در شبیه سازی با مدل های مرزی مبتنی بر حل اولیه، لاند و آشفته سازی توسط تریپ به ترتیب %4/3، %4/5 و %19/2است. بعلاوه در حالیکه مقدار و روند توسعه ضخامت های انتگرالی، مولفه-های سرعت و سایر مشخصه های جریان در شبیه سازی با شروط مرزی مبتنی بر حل اولیه و لاند انطباق مناسبی با نتایج شبیه سازی مستقیم عددی دارند، نتایج استفاده از تریپ انحراف بیشتری از نتایج شبیه سازی مستقیم عددی دارند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که استفاده از مدل های مرز ورودی مبتنی بر حل اولیه و لاند در شبیه سازی با رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ، مناسب تر بوده و در کاهش هزینه محاسبات کاملا موثر است.

    کلید واژگان: لایه مرزی آشفته, مدل مرزی مبتنی بر حل اولیه, مدل مرزی لاند, تریپ, نرم افزار اوپنفوم}
    M. Farmani, A.A. Dehghan *, A. Afshari

    In this study, the impacts of three different inflow conditions on turbulent boundary layer characteristics over a flat plate was numerically investigated. The investigated boundary conditions are uniform velocity profile at inlet with turbulent generation using strip, precursor-based simulation model (TVMF) and rescaling/recycling model purposed by Lund, which are applicable in large-eddy simulation (LES). The simulations are done using LES with dynamic smagorinsky coefficient in OpenFOAM software. Validation of the numerical method was done using direct numerical data and analytical solution. Comparison of the skin friction coefficient with analytical equation shows that the maximum deviation in simulations with precursor-based, Lund and strip model are 4.3%, 4.5%, 19.2% accordingly. The numerical values and development trend of intergral thicknesses, velocity components and the other characteristics obtained through simulations using precursor-based and Lund inlet models, are in good agreement with direct numerical simulation (DNS) results while the results obtained by using the strip model are more diverse from the DNS results. The results of this study indicate that using precursor-based and Lund inflow generation models in LES produces more realistic results accompanied with reduced computational cost.

    Keywords: Turbulent boundary layer, precursor-based model, Lund Inflow model, Strip, OpenFOAM Software}
  • عباس افشاری، علی اکبر دهقان، ولی کلانتر، محمد فرمانی
    نوسانات فشار روی سطح ناشی از لایه مرزی آشفته دارای رفتار فیزیکی پیچیده ای بوده و با توجه به کاربردهای وسیع آن در حوزه های مختلف، تاکنون مطالعات گسترده ای روی آن انجام گرفته است. در مطالعه حاضر برای بررسی نوسانات فشار جریان آشفته روی سطح تحت شرایط گرادیان فشار صفر از یک صفحه تخت با طول وتر mm 580 استفاده شده است. کلیه آزمایش ها در تونل باد مادون صوت دانشگاه یزد و در سه سرعت 10، 15 و 20 متر بر ثانیه انجام گرفته است. در این مطالعه برای اندازه گیری نوسانات فشار ناپایای سطح از یک میکروفن کوچک کندانسوری دقیق به عنوان سنسور فشار استفاده شده است. همچنین جهت اندازه گیری پارامترهای مختلف لایه مرزی آشفته و فراهم نمودن متغیرهای مورد نیاز مدل های نیمه تجربی پیش بینی طیف فشار دیوار، از جریان سنج سیم داغ یک بعدی با مدار دما ثابت استفاده شده است. طیف فشار سطح در سرعت های مختلف اندازه گیری شده و نحوه اجتماع آن ها روی یک منحنی در نتیجه نرمال کردن با استفاده از مقیاس های مختلف لایه مرزی آشفته مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که بهترین اجتماع داده ها در فرکانس های پایین و میانی به ازای استفاده از مقیاس های ترکیبی بدست خواهد آمد. با این وجود در محدوده فرکانس های بالا، مقیاس های لایه مرزی داخلی مناسب تر هستند. در نهایت پس از اطمینان از صحت نتایج طیف فشار سطح، کارایی مدل های مختلف نیمه تجربی طیف فشار دیوار مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده کارایی مناسب مدل نیمه تجربی گودی در پیش بینی طیف فشار سطح با استفاده از پارامترهای لایه مرزی آشفته است.
    کلید واژگان: نوسانات فشار سطح, لایه مرزی آشفته, طیف فشار, مدل های نیمه تجربی}
    Abbas Afshari, Aliakbar Dehghan, Vali Kalantar, Mohammad Farmani
    Surface pressure fluctuations beneath turbulent boundary layer on a flat plate have complex physical behavior and due to its importance in acoustic noise generation, extensive studies have been devoted to predicting or measuring the surface pressure behavior. In the present study to investigate the surface pressure fluctuations under zero pressure gradient, a flat plate with a chord length of 580 mm has been used. All experiments were carried out in a subsonic wind tunnel and at three free-stream velocities: 10, 15 and 20 m/s. In order to measure unsteady pressure fluctuations, a condenser microphone is used as a pressure transducer. Moreover, various parameters of turbulent boundary layer are measured to provide the input variables of semi-empirical models. A single constant temperature hot-wire anemometer has been used for boundary layer measurement. Surface pressure spectra has been measured at various velocities and their collapse on a single curve by normalizing with different variables of turbulence boundary layer is studied. The results show that the best collapses in low and middle frequencies can be obtained by using mixed variables. However, in high frequency range the pressure spectra collapses when it is normalized by inner layer scales. Finally, after ensuring the accuracy of surface pressure spectra results, the efficiency of semi-empirical models for predicting turbulent boundary layer wall pressure spectra is evaluated. The results show the effectiveness of the Goody’s semi-empirical model for prediction of surface pressure spectra by using turbulent boundary layer parameters.
    Keywords: Surface pressure fluctuations, Turbulent boundary layer, Pressure spectra, Semi, empirical models}
  • محسن کهرم، سعید وحیدی فر
    تاثیرپذیری ضریب انتقال حرارت جابجایی روی یک صفحه تخت در حضور یک مانع در مجاورت صفحه، به صورت تجربی مطالعه شده است. در مقایسه اثر تحریک، ضرایب انتقال حرارت جابجایی متوسط در مجاورت صفحه تخت در سه حالت بدون مانع، با یک مانع مربعی و یک مانع بهینه سازی شده، در داخل لایه مرزی جریان مغشوش اندازه گیری شده اند. در اندازه گیری آزمایشگاهی، از یک تونل باد، یک صفحه تخت مجهز به گرمکن حرارتی با شار ثابت بعنوان بستر اصلی آزمون استفاده گردیده است. از نتایج عددی برای تنظیم آزمایشات تجربی و در صورت همخوانی این دو با یکدیگر، از نتایج عددی برای تفسیر رفتار جریان در نتیجه تحریک لایه مرزی استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که با تغییر فاصله مانع از صفحه، اثر پذیری ضریب انتقال حرارت از وجود مانع متغیر است بطوریکه تا فاصله خاصی از قرارگیری مانع از دیواره ضریب انتقال حرارت افزایش می یابد و پس از آن فاصله رو به کاهش می گذارد و در نهایت به مقدار مربوط به صفحه تخت میل می کند. برای موانع با سطح مقطع مربعی و مانع بهینه شده فاصله متناظر با حداکثر ضریب انتقال حرارت استخراج گردیده است.
    کلید واژگان: تحریک لایه مرزی, ضریب لایه مرزی مغشوش, مانع مربعی}
    Mohsen Kahrom, Saeid Vahidifar
    Experimental evaluation of overall convection heat transfer coefficient of a rectangular bar in the vicinity of a flat plate is investigated. A quad of rectangular shape and later a quad with the cause of optimal heat transfer are placed at the near and the inside of a turbulent boundary layer over a flat plate. The overall convection heat transfer coefficient of the flat plate are measured and compared to the case similar to a single flat plate. A low speed wind tunnel is employed to maintain main flow field at the requested speed and special electrical circuit is prepared to provide heat and measure heat losses from the flat plate. Conclusion is made that when the obstacle closes to the flat plate، the total convective heat transfer coefficient increases to a maximum and then reduces again by moving towards the plate. Distance from the flat in which the maximum heat transfer coefficient occurs is reported.
    Keywords: Heat transfer enhancement, turbulent boundary layer, Square rod}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال