مقاله مطالعه عددی تاثیر میدانهای الکترو مغناطیس بر روی جدایی جریان در ایرفویل
عنوان ............................................................................................................. صفحه
مقدمه......................................................................................................................................................
فصل اول- تعاریف مفاهیم به کار رفته در این گزارش.............................................................
فصل دوم: روش های حل معادلات توربولانس............................................................................
2-1 روش استاندارد ..........................................................................................................
2-1-1 معادلات حامل در مدل استاندارد ...........................................................
2-1-2 مدل سازی لزجت مغشوش در مدل استاندارد ...................................
2-2-3 ثابت‌های مدل استاندارد ............................................................................
2-2 مدل RNG..............................................................................................................................
2-2-1 معادلات حامل در مدل RNG............................................................................
2-2-2 مدل سازی لزجت موثر در مدل RNG..............................................................
2-2-3 اصلاح چرخش در مدل RNG.............................................................................
2-2-4 محاسبه اعداد پرانتل معکوس موثر در مدل RNG........................................
2-2-5 ترم در معادله ............................................................................................
2-2-6 ثابت های مدل RNG.............................................................................................
2-3 مدل هوشمند ..........................................................................................................
2-3-1 معادلات حامل برای مدل هوشمند.......................................................................
2-3-2 مدل سازی لزجت مغشوش در مدل هوشمند...................................................
2-3-3 ثابت های مدل هوشمند..........................................................................................
فصل سوم: تئوری مدل MHD......................................................................................................
3-1 روش القای مغناطیس.............................................................................................................
3-2 روش پتانسیل الکتریکی .......................................................................................................
فصل چهارم: حل جریان و تاثیر نیروی لورنتس..........................................................................
4-1 ساده سازی معادلات ماکسول...............................................................................................
4-2 نحوه ایجاد نیروی لورنتس موازی با جریان.......................................................................
4-3 شرایط مسئله و حل جریان...................................................................................................
4-4 بررسی نتایج..............................................................................................................................
جمع بندی و پیشنهادات.................................................................................................................
مراجع......................................................................................................................................................
در کار حاضر هدف ما بررسی تاثیر نیروی لورتنس ناشی از تداخل میدان های الکترومغناطیسی و میدان جریان سیال، بر روی جریان سیال یونیزه آب نمک از روی ایرفویل NACA0015 می‌باشد. در اثر تاثیر این نیروها دیده می‌شود که ضریب لیفت افزایش و ضریب درگ کاهش می یابد و همچنین زاویه استال افزایش می یابد.
با توجه به اثرات مثبت این پدیده بر جریان سیال، تحقیقات گسترده ای بر روی این روش انجام شده و در صنعت ساخت هواپیما و زیر دریایی میتواند گره گشای برخی نواقص باشد.
کنترل جریان بصورت دستکاری کردن میدان جریان برای ایجاد یک تغییر مطلوب تعریف می شود. جریان از روی یک جسم مانند سطح بیرونی هواپیما یا زیر در یایی را میتوان برای اهداف زیر دستکاری کرد:
1-به تاخیر انداختن گذار
2- به تعویق انداختن جدایش
3-افزایش لیفت
4- کاهش درگ فشاری و اصطکاک پوستهای
روشهایی که برای نائل شدن به اهداف بالا مورد استفاده قرار میگیرد را روشهای کنتر ل جریان مینامند. دسته بندی‌های مختلفی برای روشهای کنترل جریان وجود دارد. گد-ال-هک [1] روشهای کنترل جریان را در چند بخش تقسیم بندی کرده است. که برای مثال می توان به روشهای زیر اشاره کرد :
روشهایی که روی دیوار یا دور از آن اعمال می شود:
وقتی کنترل جریان روی دیوار اعمال می شود پارامترهای سطح شامل زبری، شکل سطح، تحدب، جابجایی دیوار، دما و تخلخل سطح برای ایجاد مکش ودمش می تواند روی نتایج نهایی که در بالا ذکر شد تاثیر بگذارد.گرم وسرد کردن سطح نیز میتواند از طریق ایجاد گرادیانهای دانسیته و ویسکوزیته روی جریان تاثیر گذار باشد. همچنین روشهایی که دور از دیوار (سطح) اعمال می شوند مانند بمباران کردن لایههای برشی از طریق امواج آکوستیک از بیرون سطح، شکست ادیهای بزرگ بوسیله وسایلی که دور ازدیوارند روشهای مفید و سودمندی هستند.
روشهای اکتیو و پسیو:
روش دومی که برای دسته بندی روشهای کنترل جریان وجود دارد به روشهای اکتیو و پسیو موسومند. روشهای پسیو مانند تولید کننده های ورتکس، فلپ ها، ریبلت ها نیازمند مصرف انرژی نیستند. ولی روشهای اکتیو نیاز به انرژی مصرفی دارند مانند مکش و دمش، سطوح متحرک. روش اکتیو دیگری که برای کنترل جریان اطراف ایرفویل استفاده می شود هیدرو دینامیک مغناطیسی یا به اختصار MHD است که باعث افزایش لیفت و کاهش درگ می شود. جریان یک سیال الکترولیت در داخل میدانهای الکتریکی و مغناطیسی باعث اعمال نیروهای حجمی (نیروهای لورنتس ) به ذرات سیال می گردد.
از آغاز دهه 50 میلادی به بعد، نحوه بکار بستن این نیرو در صنعت هوافضا و مکانیک به عنوان یک بحث جدی موضوع تحقیقات جدی محافل علمی بوده است. ایجاد نیروی پیشران برای یک زیر دریایی و یا کشتی، ایجاد نیروی پیشران در جریان مافوق صوت و ماورای صوت، کنترل شوک جریان در دهانه ورودی جت، کنترل پدیدههای پیچیده در جریان سیال در مجاورت دیواره از قبیل لایه مرزی، توربولانس، گردابه جریان، و جدایش از جمله کاربردهای این علم به شمار می رود.
فصل اول- تعاریف مفاهیم به کار رفته در این گزارش
ضریب درگ: نیروی درگ یا مقاوم وارد شده بر جسم برابر است با مجموع درگ فشاری یا شکلی و درگ اصطکاکی یا پوسته ای
(1-1)
(2-2)
نیروی درگ پوسته ای یا اصطکاکی: نیروی درگ اصطکاکی به علت وجود تنش روی سطح حاصل می‌گردد و نیرویی است که توسط سیال بر روی جامداتی که در مسیر جریان قرار می گیرند اعمال می‌شود. انتقال ممنتوم عمود بر سطح ناشی از این نیرو است که موازی با مسیر جریان بر سطح وارد می‌شود.
نیروی درگ شکلی: هر گاه سیال به موازات سطح جریان نداشته باشد به طوری که جهت عبور از جسم جامد ناگزیر به تغییر مسیر گردد (مانند کره) علاوه بر نیروی درگ اصطکاکی نیروی درگ فشاری هم حاصل خواهد شد.
درگ فشاری از اختلاف فشار زیاد در ناحیه ی سکون جلوی جسم و ناحیه کم فشار در قسمت جدا شده پشت جسم در حالتی که دنباله تشکیل شود، ناشی می‌شود. در حالی که درگ اصطکاکی به علت وجود تنش برشی روی سطح ایجاد می‌گردد. سهم هر کدام از دو نوع درگ در نیروی درگ کل، به شکل جسم و به خصوص ضخامت آن وابسته است. به طوری که هرگاه ضخامت جسم صفر باشد یعنی یک صفحه مسطح داشته باشیم، درگ فشاری صفر است و درگ کل برابر است با درگ اصطکاکی.
ضریب درگ از تقسیم زیر به دست می‌آید.