تحلیل فرکانس و تخمین پارامترهای تشکیل حباب در ستون سیال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دوره دکتری، تهران، تربیت مدرس

2 دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

ردیابی و شناسایی نویز حاصل از تشکیل حباب یکی از روشهای بررسی خصوصیات فیزیکی حبابها می باشد. در این تحقیق مدل تخمین نویزهای حاصل از تشکیل حباب در ستون سیال، با اعمال روش ترکیبی مدلسازی آشفتگی، در نظر گرفتن جریان تراکم پذیر، اعمال روش مناسب شبیه سازی سطح مشترک و استفاده از سطح مناسب برداشت داده های آکوستیک بهبود داده شده است. براین اساس شبیه سازی سه بعدی جریان دوفازی تراکم پذیر با کمک روش VOF انجام شده است. مدل ترکیبی RANS /LES برای ارتقای توانایی تصویر سازی CFD در شکل گیری حباب و روش HRIC جهت بهبود تصویر سازی نمایش سطح مشترک استفاده شده است. همچنین با استفاده از سطح مناسب برداشت داده های آکوستیک و با کمک معادلات FWH نویزهای حاصل از تشکیل حباب شناسایی شده است. شایان‌ذکر است ضمن نمایش استقلال مدل از شبکه، اعتبار سنجی مدل توسط تطبیق دادن نتایج با تئوری‌های موجود، و مقایسه با داده‌های تجربی صورت پذیرفته است. در این میان نتایج حاصل از حجم حباب‌های ایجادشده، سرعت ترمینال، نحوه تغییر شکل حباب‌ها و فرکانس طبیعی تولید حباب‌ها بررسی و مقایسه گردیده است. نشان داده شده است که با افزایش سایز حباب فرکانس طبیعی کاهش یافته است. همچنین وارد کردن تراکم پذیری به مدل و همچنین برداشت داده ها در محل تولید حباب، سبب ایجاد تصویر دقیق تری از نمایش نوسانات شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Frequency Analysis and Parametrics Estimation of Bubble Formation in Vertical Column

نویسندگان [English]

  • Ehsan Habibi Siyahpoosha 1
  • Mohammad Reza ansari 2
1 Faculty of Mechanical Engineering, Tehran, Tarbiat Modares University
2 Faculty of Mechanical Engineering
چکیده [English]

Frequency analysis is one of the most important methods to estimate parameters of bubble formation in vertical column. In the present article, the sound noises estimation model due to bubble generation in the vertical liquid column is upgraded by applying turbulence modeling. The combined model of RANS/LES to increase the CFD in bubble initiation is also applied. The frequency of bubble formation was studied and the model of frequency prediction is modified by adding the compressibility effect and proper extracting of acoustic data. The numerical simulation conducted in three dimensional space where the VOF method is used. Due to the importance of interface tracking in sound sources recognition and the problems which occur during adding LES model in the simulation, different interface reconstruction methods has been compared. High Resolution Interface Capturing scheme (HRIC) is selected as the best method. The results are verified by theoretical and empirical data. Furthermore it is shown natural frequency of bubble reduced due to bubbles size increased. By considering the compressibility effect, the obtained results are more accurate and the model behavior is more physical.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bubble Formation
  • Aerodynamic Noises
  • Natural Frequency of Bubble