بررسي تاثير استفاده از سيلندرهاي كنترلي با چيدمان‌هاي مختلف بر ارتعاشات ناشي از گردابه‌ها در ناحيه قفل‌شدگي

Study of effects of control cylinders usage with different arrangements on vortex-induced vibrations in Lock-in area

در اين پژوهش به مطالعه پديده ارتعاشات ناشي از گردابه‌ها و تاثير استفاده از سيلندرهاي كنترلي با آرايش‌هاي مختلف بر تشكيل گردابه‌ها، ضرايب ليفت و درگ و دامنه نوسانات در پشت سيلندر صلب استوانه‌اي شكل قرار گرفته بر روي بستر الاستيك و در معرض جريان يكنواخت سيال پرداخته مي‌شود. نتايج بدست آمده در حالت عدم وجود سيلندر كنترلي با نتايج آزمايشگاهي و عددي ساير پژوهشگران اعتبارسنجي شده است كه مطابقت بسيار خوبي را نشان مي‌دهد. پس از اطمينان از صحت و دقت شبيه‌سازي، سيلندرهاي كنترلي هم‌قطر با سيلندر اصلي به صورت چيدمان‌هاي خطي و مثلثي در پشت سيلندر اصلي قرار داده شده‌ و آرايش و موقعيت بهينه قرارگيري سيلندرهاي كنترلي مشخص مي‌شود. در آرايش خطي ابتدا تاثير استفاده از يك سيلندر كنترلي در 5 نسبت فاصله مختلف از 5/1 تا 5/3 برابر قطر سيلندر اصلي و سپس دو سيلندر كنترلي در نسبت‌هاي 5/1، 2 و 5/2 برابر قطر سيلندر اصلي بررسي مي‌شود. در انتها سيلندرهاي كنترلي با چيدمان مثلثي و در فاصله‌هاي 1، 5/1 و 2 برابر قطر سيلندر اصلي مطالعه مي‌شوند.

In this research, the phenomenon of vortex-induced vibrations and the effect of control cylinders usage with different configurations on vortex formation, lift and drag coefficients, and fluctuations amplitude at the back of an elastically supported rigid circular cylinder subjected to a uniform fluid flow are studied. Results obtained in the absence of control cylinders are validated with experimental and numerical results of other researchers and a good conformity is reached. After ensuring simulation accuracy and precision, control cylinders of equal diameter with master cylinder are placed as linear and triangular arrangements at the back of master cylinder and the optimal configuration and location of control cylinders are defined. In linear arrangement, at first the effect of a control cylinder usage at 5 different distances from 1.5 to 3.5 times diameter of master cylinder and then two control cylinders with ratios of 1.5, 2 and 2.5 times diameter of master cylinder are studied. At the end, in triangular arrangement, control cylinders are located at intervals of 1, 1.5 and 2 times diameter of master cylinder.