بررسی عددی کاهش نویز آیرودینامیکی جریان بر روی یک سیلندر مربعی با بکارگیری اسپلیتر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی اراک

2 مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اراک، اراک

چکیده

در مقاله حاضر به بررسی عددی اثر اعمال اسپلیتر واقع در ناحیه ویک یک سیلندر مربعی بر کنترل جریان و کاهش نویز آیرودینامیکی پرداخته شده‌است. بدین منظور سیلندری با مقطع مربعی با ضلع ( ) و اسپلیترهایی با ضخامت ثابت میلیمتر و طول‌های مختلف ( ) لحاظ گردیده است. استخراج نویز آیرودینامیک با بکارگیری معادلات و استفاده از مدل توربولانسی انجام شده‌است. همچنین به منظور محاسبه نویز آیرودینامیکی جریان از آنالوژی لایت‌هیل استفاده شده‌است. به منظور اعتبارسنجی، سطح فشار صوت بدست آمده در موقعیت‌های مختلف، با نتایج تجربی مقایسه گردیده که تطابق خوبی مشاهده شده ‌است. نتایج نشان می‌دهد که با اعمال اسپیلتر با طولی معادل قطر سیلندر، میزان سطح فشار صوتی به اندازه ، ضریب درگ متوسط به اندازه و نوسانات ضریب لیفت به اندازه کاهش می‌یابد. بررسی جزئیات ساختار جریان با اعمال اسپلیتر حکایت از کاهش نوسانات جریان با افزایش منطقه ویک و همچنین کاهش نیروهای آیرودینامیکی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Numerical Study of Aerodynamic Noise Reduction on a Square Cylinder Using splitter

نویسندگان [English]

  • Sarallah Abbasi 1
  • Mohammad Souri 2
1 Arak university of technology
2 Arak university of technology
چکیده [English]

In this article, a numerical study on the effect of splitter plates located on the wake zone of a square cylinder on vortex formation control and aerodynamic noise reduction is presented. The flow is assumed to be unsteady and it is simulated using the URANS equations and applying the turbulence model K-ω-SST. Aerodynamic noise calculations are carried out by the use of lighthill analogy. For this purpose, a cylinder with a square cross-section (D = 10 mm) has been used and splitters are assumed to have a constant thickness of 2 mm with different lengths. In order to verify the numerical results, the sound pressure level obtained in different situations is compared with the experimental results, and good agreement is observed. The significant reduction in the level of sound pressure of and the reduction of fluctuations with the increase of the Wake area, as well as the reduction of aerodynamic forces by applying splitter, are the results of this study. By applying a splitter with a length equal to the cylinder side, the difference in forward and backward pressure of the intermediate pressure decreases by about 40%, which results in a decrease of about 16% in the averaged drag. In this case, the Reynolds stress is reduced by about 60% as well as the pressure fluctuations by about 50%. The observation of the structure of the flow indicates that the splitter application is prevented from moving the fluid into the inner surface of the shear layers detached by the downstream splitter. The observation of the structure of the flow indicates that the splitter application is prevented from moving the fluid into the inner surface of the shear layers detached by the downstream spinner. Investigating the details of the unsteady flow structure shows that fluctuations in flow and aerodynamic forces have been reduced due to the longitudinal increase in the wake zone.

کلیدواژه‌ها [English]

  • numerical flow simulation
  • square cylinder
  • aerodynamic noise
  • splitter plate