بررسي تغييرات ناگهاني توان مهار شده در ناحيه‌ي گالوپينگ براي دو سيلندر پشت سر هم

Investigation of Variation in Galloping Region on Harnessed Power for Two Tandem Cylinders

در اين مقاله اثر حركت هم‌فاز و غير هم‌فاز دو سيلندر زبر دايره‌اي پشت سر هم بر حركت ناشي از جريان بررسي شده است. حركت ناشي از جريان (FIM) يك پديده است كه اغلب در سازه‌هاي بلند و باريك كه در معرض جريان عرضي هستند، رخ مي‌دهد. پديده‌‌ي ارتعاش ناشي از گردابه‌ها، يا به اختصار VIV و گالوپينگ رايج‌ترين پديده‌‌‌‌ها در حركت ناشي از جريان هستند كه به دليل اثر متقابل لايه‌ي برشي و كف آب سيلندر بالادست رخ مي‌دهد. در اين مقاله اثر فاصله‌ي دو سيلندر زبر دايره‌اي پشت سر هم بر FIM بررسي شده است. نمودارهاي توان مهار شده براي سيلندر بالادست، پايين‌دست و مجموع انرژي با كمك دستگاه مبدل انرژي استخراج گرديده است. مبدل گردابه از يك جسم بلاف صلب تشكيل شده است كه به صورت الاستيك روي پايه‌اي نصب مي‌شود و در معرض جريان سيال قرار مي‌گيرد. انرژي مكانيكي حاصل از ارتعاشات استوانه نيز توسط سيستم انتقال قدرت به ژنراتور منتقل مي‌شود. معمولا با افزايش سرعت ميزان انرژي مهار شده در منطقه‌ي گالوپينگ افزايش مي‌يابد، اما برخلاف انتظار در محدوده‌ي سرعت‌هاي بين 0.9 و 1.3 متر در ثانيه، يك افت يا يك پرش ناگهاني ديده مي‌شود. هدف اين مقاله، يافتن دليل حضور اين تغييرات با بررسي نحوه‌ي نوسانات دو سيلندر نسبت به يكديگر مي‌باشد. يافته‌ها نشان مي‌دهد كه دليل حضور افت در ميزان توان مهار شده 7.23 و 25.5 درصدي به ازاي سختي فنر 800 و 1200 نيوتن در متر ناشي از تغييرات در نحوه‌ي الگوي نوسانات سيلندر پايين دست مي‌باشد.

In this paper, the effect of in phase or out of phase fluctuation of two tandem circular cylinders with PTC on FIM is investigated. Flow-Induced Motion (FIM) is a phenomenon that frequently occurs when slender structures are subjected to a transverse fluid flow.VIV and galloping are the most common phenomena in FIM which occurs due to interaction between shear layers and wakes of upstream cylinders. In this paper, the effect of tandem spacing on FIM of two circular cylinders with PTC is investigated by visualization. The power harness graphs for upstream, downstream and synergy was extracted with VIVACE. The VIVACE consists of a rigid bluff body that is mounted on an elastic base and exposed to fluid flow. The mechanical energy from the cylinder vibration is also transmitted by a PTO to a generator. Normally, the harness power in galloping region increases with increasing in flow velocity and Reynolds number. Unlike what was expected, drops and jumps in Power harness in the velocity range of 0.9