مطالعۀ عددی تولید صدا در جریان حول سیلندر مربعی در زوایای حملۀ مختلف

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقاله 6، دوره 28، شماره 2 - شماره پیاپی 16، شهریور 1396، صفحه 97-114   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/fum-mech.v29i1.50734

نویسندگان

محسن محمدرضایی؛ علی اکبر دهقان^* ؛ علیرضا موحدی

یزد

چکیده

پارامترهای جریان و سطح فشار صوت در دوردست آکوستیکی و برروی سطح یک سیلندر مربعی در شش زاویۀ حملۀ مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. حل عددی با نرم‌افزار تجاری فلوئنت و بااستفاده از مدل اغتشاشی رهیافت گردابه‌های بزرگ شبیه‌سازی شده است. از مقایسۀ نتایج حل عددی با نتایج تجربی موجود، مشخص گردید که نتایج حل جریان و سطح فشار صوت مطابقت قابل قبولی با نتایج تجربی دارند. کمترین مقدار ضرایب متوسط نیروهای برآ و پسا و مجذور میانگین مربعات نیروی برآ در محدودۀ زاویۀ حملۀ 13 درجه روی داده و نیز کمترین مقدار سطح فشار صوت در دوردست آکوستیکی نیز در این محدوده واقع شده است که متأثر از حداقل شدن نوسانات نیروی برآ و پسا است. میدان آکوستیکی تولید شده ناشی از نوسانات نیروی برآی وارد بر سیلندر می باشد.

کلیدواژه‌ها

سیلندر مربعی؛ سطح فشار صوت؛ آشفتگی؛ رهیافت گردابه‌های بزرگ

سایر فایل های مرتبط با مقاله

EA-7Mohammadrezayi-nahayi.pdf

مراجع

1. Becker, S., Escobar, M., Hahn, C., Ali, I., Kaltenbachery, M., Baselz, B. and Grunewaldz, M.,"Experimental and Numerical Investigation of the Flow Induced Noise from a Forward Facing Step", 11th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, Montorey, California, 23-25 May, (2005.(

2. Dorneanu, J.F., " Tonal and silent wake modes of a square rod at incidence ", ACTA Acustica United with Acustica, Vol. 102, No. 3, pp. 419-422, 2016.

3. Vickery, B.J. , "Fluctuating lift and drag on a long cylinder of square cross-section in a smooth and in a turbulent stream", Fluid Mechanic, Vol. 25, pp. 481-494,1996.

4. Bearman, P.W. and Obasaju, E.D., "An experimental study of pressure fluctuations on fixed and oscillating square section cylinders", Journal of Fluid Mechanics, Vol 119, pp. 297-321, (1981).

5. Igarashi, T., "Characteristics of the flow around a square prism", Bulletin of JSME, Vol. 27, (1984).

6. Knisely, C.W.,"strouhal numbers of rectangular cylinders at incidence-A review and new data", Journal of Fluids and Structures, Vol 4, No. 4, (1990)

7. Norberg, C.,"Flow around rectangular cylinders Pressure forces and wake frequencies", Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Vol. 49, No. 1, pp. 187-196, (1993)

8. Rodi, W.,"Comparison of LES and RANS calculations of the flow around bluff bodies", Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, Wind Eng. 67, pp.65-78,(1997)

9. Fujita, H., Sha, W., Furutani, H. and Suzuki, H., "Experimental investigations and prediction of arerodynamic sound generated from square cylinders", in 4th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, Toulouse, France, AIAA Paper, Toulouse, France, 19-21 August, (1998).

10. Tamura, T. and Miyagi, T., "The efect of turbulence on aerodynamic forces on a square cylinder with various corner shapes", Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, pp. 135-145, (1999).

11. Chen, J.M. and Liu, C-H, "Vortex shedding and surface pressures on a square cylinder at incidence to a uniform air stream", International Journal of Heat and Fluid Flow, (1999).

12. Hutcheson, F.V. and Thomas, F.B.,"Noise Radiation from Single and Multiple Rod Configurations", International Journal of Aeroacoustics, Vol. 11, No. 3, pp. 291-333, 2012.

13. Mueller,A.,"Large Eddy Simulation of Cross-Flow Around a Square Rod at Incidence with Application to Tonal Noise Prediction", PhD Thesis ,University of Twente, Holland, (2012).

14. Williams, J.E.F. and Hawkings, D.L., "Sound Generation By Turbulence And Surfaces In Arbitfrary Motion", Philosophical Transactions of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 264(1151): p. 321-342, (1968).

15. Lighthill, M.J.,"On Sound Generated Aerodynamically. I. General Theory", Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Vol. 211, No. 1107, pp. 564-587, (1952).

16. Daniel, A.R., Titlow, J.P. and Bemmen, Y.J, "Acoustic monopoles, dipoles, and quadrupoles: An experiment revisited", American journal of physics, (1999).

17. Rienstra, S. W. and Hirschberg, A., "An Introduction to Acoustics", PhD Thesis, Eindhoven University of Technology, Netherlands, (2013).

18. Lai, C.H. and Jiang, Xi, "Numerical Techniques for Direct and Large Eddy Simulations", CRC Press, (2009).

19. Lesieur, M., "Turbulence in Fluids", 4th Edition, Springer Science & Buisiness Media, (2008).

20. Wang, Y.P., Chen, J., Lee, H.C. and Li, K.M., "Accurate simulations of surface pressure fluctuations and flow-induced noise near bluff body at low Mach numbers", The Seventh International Colloquium on Bluff Body Aerodynamics and Applications, Shanghai, China, (2012).

21. Sukri Mat, M., Shaikh Salim,S., Ismail,M., Muhamad,S. and Iyas,M. "Aeolian Tones Radiated from Flow Over Bluff Bodies", The Open Mechanical Engineering Journal, Vol. 7, No. 1, pp. 48-57, (2013).

22. Mohammadrezaei, M., Dehghan, A. and Movahedi, A., "Numerical investigation of sound pressure level over a forward facing step using large eddy simulation", 23rd Annual International Mechanical Engineering Conference, Tehran, Iran,12-14 May, (2015).