بررسی تجربی اثر آشفتگی جریان ورودی بر میدان فشار ناپایا و نویز جریان پیرامون استوانه دایره‌ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه یزد، ایران

2 هیلت علمی-دانشگاه یزد

3 دانشجوی دکترا/ دانشگاه یزد

چکیده

میدان فشار ناپایا روی سطح استوانه‌ای با مقطع دایره‌ای، به عنوان منشا اصلی نویز ثبت شده در دوردست، دارای رفتار فیزیکی پیچیده‌ای بوده که تاکنون مطالعات مختصری روی آن و مخصوصا در جریان آزاد آشفته انجام گرفته است. بنابراین در مطالعه حاضر نوسانات فشار ناپایا روی سطح استوانه‌ای با قطر خارجی mm22 تحت شرایط جریان آزاد آرام و آشفته بطور تجربی بررسی شده است. تغییر شرایط آشفتگی جریان آزاد با استفاده از شبکه‌هایی با مش‌های مربعی مختلف انجام شده است. به منظور فهم دقیق رفتار نویز جریان پیرامون مدل، پارامترهایی نظیر طیف فشار سطح، تابع همدوسی، همبستگی خودکار و متقابل، طول مشخصه ساختارهای گردابه-ای در دهانه مدل و همچنین سرعت جابجایی این ساختارها در راستای جریان با استفاده از نوسانات فشار سطح محاسبه شده است. نتایج نشان دادند که تغییر ماهیت جریان آزاد از آرام به آشفته سبب افزایش سطح انرژی نویز باریک باند و پهن باند می‌شود. علاوه بر این فرکانس نویز باریک باند در جریان آزاد آشفته ( ) در مقایسه با مقدار متناظر در جریان آزاد آرام ( ) به سمت فرکانس‌های پایین جابجا می‌گردد. دیگر نتایج نشان دادند که اندازه‌ گردابه‌ها و سرعت جابجایی این ساختارها در جریان آزاد آرام بزرگتر از جریان آزاد آشفته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Experimental investigation of the turbulence effect of incoming flow on the unsteady pressure field and the flow noise around circular cylinder

نویسندگان [English]

  • Reza Maryami 1
  • Ali Akbar Dehghan 2
  • abbas afshari 3
1 Mech. Eng. Dept, Factulty of Engineering, Yazd University, IRAN
2 Mech. Eng. Dept, Faculty of Engineering, Yazd University, IRAN
3 phd student / yazd university
چکیده [English]

Surface pressure fluctuations on a circular cylinder model are the main sources of far field noise and have complex physical behavior. So far, brief studies have been devoted for identifying the unsteady surface pressure behavior especially for the turbulence incident flow. In the present study to measure the surface pressure fluctuations under smooth and turbulence incident flows, a circular cylinder with outer diameter of 22 mm has been used. In order to change turbulence characteristics of free stream incoming flow, several biplane grids with square meshes were designed. Power spectral density, coherence, auto correlation and cross correlation, spanwise length scale and convection velocity were different parameters which were calculated using measured unsteady pressures to better clarify the flow structure and flow noise around the circle model. The results revealed that the energy level of both tonal and broadband noises is increased when incident flow changes from smooth to turbulence. Moreover, the tonal noise frequency in turbulence flow ( ) shifts to low frequencies compared to that in smooth flow ( ). Other results showed that physical size of eddies and their convection velocity in turbulence flow is greater than that smooth flow.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Surface pressure fluctuations
  • Turbulence generation grids
  • Tonal noise
  • Vortex shedding frequency