دانلود پایان نامه ارشد درمورد تاثیرپذیری و دینامیکی


Widget not in any sidebars

شکل ‏416- ساختار جریان حول کپسول MUSES_Cدر حالت غیردائم
همانطور که مشاهده میشود در حرکت دینامیکی نیز گردابههای پشت کپسول در رژیم جریان مادون صوت و مافوق صوت کاملا متفاوت بوده و با افزایش عدد ماخ و کوچکتر و کشیدهتر شده است. لذا انتظار میرود که اثر گردابهها در رژیم جریان مادون صوت در تعیین نیروها و ممانهای حول جسم بیشتر از رژیم جریان مافوق صوت گردد. همچنین تاثیرپذیری پایداری یا ناپایداری جسم در حرکت دینامیکی برای رژیم جریان مادون صوت بیشتر از رژیم جریان مافوق صوت باشد.
در شکل 4-17 Iso-surfaceهای ورتیسیته برای رژیم مافوق صوت و مادون صوت حول کپسول مورد نظر آورده شده‌اند. همانطور که مشاهده می‌گردد اثر گردابه‌های تشکیل شده در پشت جسم برای رژیم مادون صوت دامنه فراتری را نسبت به رژیم مافوق صوت پوشش می‌دهند. این نتیجه در شکل 4-12 نیز مشاهده می‌گردد

شکل ‏417-مقایسه Iso surfaceهای ورتیسیته برای رژیمهای مختلف جریان
برای بررسی و مقایسه دقیقتر توزیع گشتاور پیچشی (شکل ‏418) که برای تعیین مشتقات پایداری حائز اهمیت است، توزیع ضریب برآ (شکل ‏419) و توزیع ضریب پسا (شکل ‏420) در اعداد ماخ مختلف مشخص شده است. همانطور که مشاهده میشود برای اعداد ماخ مختلف، با کاهش زاویه حمله (پایین آمدن) ممان پیچشی کمتری نسبت به حالت استاتیکی به جسم اعمال میشود و با افزایش زاویه حمله این ممان، نسبت به حالت استاتیکی بیشتر میشود. در این حالت نیز ضریب برآ کاملا مشابه ممان پیچشی عمل میکند.
شکل ‏418- توزیع گشتاور پیچشی حول کپسول MUSES_C در اعداد ماخ مختلف
شکل ‏419- توزیع ضریب برآ حول کپسول MUSES_C در اعداد ماخ مختلف
شکل ‏420- توزیع ضریب پسا حول کپسول MUSES_C در اعداد ماخ مختلف
همانطور که مشاهده میگردد با افزایش زاویه حمله گشتاور پیچشی کاهش و ضریب برآ افزایش مییابد. نمودارها نشان میدهد حلقههای هیسترزیس تشکیل شده در توزیع ضرایب مختلف، برای جریان مادون صوت دارای ضخامت بیشتری نسبت به جریان مافوق صوت میباشند. این امر بیانگر آن است که اختلاف فاز بین حرکت دینامیکی و حالت دائم برای رژیم مادون صوت بزرگتر از رژیم جریان مافوق صوت است. علت این موضوع را نیز میتوان به گردابههای بزرگتری که در رژیم جریان مادون صوت شکل میگیرد و تاثیرپذیری بیشتری که جسم و نیروهای روی آن از گردابهها میگیرند، نسبت داد. مقایسه توزیع ضریب ممان پیچشی، تغییر زیادی در مقدار ماکزیمم و مینیمم نمودارها در اعداد ماخ مختلف نشان نمیدهد، اما در مورد ضریب برآ چنین نیست و با افزایش مقدار ماخ، ماکزیمم و مینیمم ضریب برآ نیز افزایش مییابد. این موضوع میتواند به خاطر کاهش اثر گردابههای پشتی در نیروهای وارد بر جسم با افزایش عدد ماخ و همچنین افزایش مقدار فشار جلوی جسم در زوایای حمله در اعداد ماخ بالاتر باشد.
تاثیر فرکانس نوسانات
از دیگر پارامترهایی که بر پایداری دینامیکی تاثیر مستقیمی میگذارد، فرکانس نوسانات میباشد. فرکانس نوسانات می‌تواند ساختار جریان حول یک جسم نوسانی را کاملا تغییر داده و لذا توزیع فشار، نیروها و گشتاور را نیز تحت تاثیر قرار دهد. در واقع اثرات ناپایی جریان وابستگی مستقیم به فرکانس نوسانات دارد و اصولاً جریانهای ناپایا بر اساس فرکانسهای مختلف دستهبندی میشوند. در فرکانسهای پایین که جریان به حالت دائم نزدیک است، جریان را شبه پایا مینامند و با افزایش فرکانسها ناپایی جریان افزایش مییابد. بر اساس تئوری جریانهای ناپایا افزایش فرکانسها تا حدی (برای ایرفویلها معمولاً K<0.3) جهت نمودارهای هیسترزیس را تغییر نمیدهد؛ اما بیشتر از آن علاوه بر افزایش اختلاف فاز جهت نمودارهای هیسترزیس را نیز تغییر میدهد. این موضوع نیز به تداخل اثرات ریزش گردابهها و ویک برمیگردد که در فرکانسهای مختلف متفاوت میشوند.
در این بخش، تاثیر فرکانس نوسانات بر پایداری دینامیکی مطالعه شده و پایداری دینامیکی در سه فرکانس 10، 20 و 40 هرتز بررسی شده است. در این حلها، مقدار زاویه حمله متوسط صفر و عدد ماخ جریان آزاد 3/1 در نظر گرفته شده است. لازم به ذکر است گردابههای پشت کپسول در حالت دائم به علت ثابت بودن شرایط جریان، تغییر نمیکند. گردابههای پشت کپسول در دو حالت دائم و غیردائم به ترتیب در شکل ‏421 و شکل ‏422 نشان داده شده است. در واقع افزایش فرکانس باعث میشود که اختلاف فاز حالت استاتیک (دائم) و دینامیک افزایش یابد و گردابههای پشت جسم فرصت کافی برای شکلگیری را نداشته باشند و نتوانند خود را با حرکت جسم منطبق کنند.
شکل ‏421- ساختار جریان حول کپسول MUSES_Cدر حالت دائم
f = 10 HZ
f = 40 HZ
زمان 1/0 ثانیه و زاویه حمله 004/0 درجه
زمان 03/0 ثانیه و زاویه حمله 18- درجه
زمان 17/0 ثانیه و زاویه حمله 14 درجه
زمان 28/0 ثانیه و زاویه حمله14- درجه
شکل ‏422- ساختار جریان حول کپسول MUSES_C در حالت غیردائم در فرکانسهای مختلف
در شکل 4-23 Iso-surfaceهای ورتیسیته برای فرکانسهای 10 و 40 هرتز حول کپسول مورد نظر آورده شده‌اند. همانگونه که مشاهده می‌گردد با افزایش فرکانس اثر گردابه‌های تشکیل شده در پشت جسم فاصله بیشتری را تحت پوشش قرار می‌دهند.
f = 10 HZ
f = 40 HZ