بررسي عملكرد آيروديناميكي و انتقال حرارت سيلندرها تحت اثر محرك هاي پلاسمايي

Investigation of Aerodynamic and Heat Transfer Performance of Cylinders Using Plasma Actuators

امروزه يكي از پركاربردترين روش هاي كنترل جريان در حوزه ي آيروديناميك به ويژه آيروديناميك خارجي استفاده از محرك هاي پلاسمايي است. در اين تحقيق تاثير محرك هاي پلاسمايي بر دو سيلندر در آرايش پشت سر هم در حالتي كه محرك ها روي سيلندر اول اعمال شده، بررسي شده است. سيلندرها در فواصل نسبي (L/D) مختلف از يكديگر قرار داده شدند و تحقيقات در دو رينولدز 100 و 200 انجام گرفته و در دو شرايط متفاوت اعمال محرك ها انجام شده است. يكي از حالت ها داراي ولتاژ قله به قله 55 كيلوولت و ديگري 1 كيلوولت بوده است كه اين مقادير با توجه به نتايجي كه اعتبارسنجي با آنها انجام گرفته، انتخاب شده اند. نتايج حاصل از روش عددي با ساير نتايج عددي و تجربي صحه گذاري شد حل معادلات جريان با استفاده از روش حجم محدود انجام گرفته است. اعمال محرك هاي پلاسمايي سبب شد كه سيلندر دوم در تمامي حالت ها ضريب پسا و عدد ناسلت بيشتري را تجربه كند. همچنين تاثير محرك هاي پلاسمايي بر روي افزايش ضريب پسا و عدد ناسلت با افزايش رينولدز كمتر شده به گونه اي كه افزايش عدد ناسلت در بهترين حالت در رينولدز 100 نزديك به 2% بيشتر از همين افزايش در رينولدز 200 بوده است.

Today, one of the useful methods of flow control, especially external aerodynamics, is plasma DBD actuators. In this study, the effect of plasma DBD actuators on cylinders in tandem arrangement is investigated. The actuators are considered on upstream cylinder. The cylinders are placed in distance (L/D) relative to each other. Investigation is done at two Reynolds number (100 and 200) with two different conditions of applying actuators. Cases with Vp-p=55kv and Vp-p=1kv are selected from references. The results of the present study are validated against the previous available experimental and numerical data and close agreement is found. Finite volume method is applied to solve equation of motion. Plasma actuators caused downstream cylinder experience upper values of drag coefficient and Nusselt number in all cases of study. Also, the growth of drag coefficient and Nusselt number are decreased by rising the Reynolds number, so that increasing the Nusselt number is 2% more at cases with Re=100 compared to cases with Re=200.