کنترل ارتعاشات ناشی از گردابه در جریان حول استوانه دایروی با استفاده از میدان مغناطیسی محوری

در مطالعه حاضر مشخصات ارتعاش ناشی از گردابه سیال هادی جریان الکریسیته حول استوانه قرار گرفته بر بستر الاستیک به صورت عددی بررسی شده است. جریان سیال تحت تاثیر میدان مغناطیسی یکنواخت در راستای محور استوانه بوده تا کارایی این روش کنترل فعال حلقه باز در کاهش ارتعاشات ناشی از گردابه سازه مورد ارزیابی قرار گیرد. جهت تحلیل این مسئله دو طرفه تعامل سازه و سیال، روش عددی حجم محدود برای حل معادلات پیوستگی، مومنتوم حاکم بر جریان سیال و روش انتگرال صریح برای حل معادلات حرکت سازه صلب استفاده شده است. شبیه سازی‌ها به ازای سرعت‌های کاهش یافته 2 تا 9 و مقادیر مختلف عدد استورات انجام شده است. نتایج شبیه سازی نشان می‌دهد، اثربخشی میدان بسیار خوب بوده و ارتعاش عرضی و طولی به صورت کامل (100%) کاهش یافته است. برای تمام سرعت های کاهش یافته، با افزایش قدرت میدان مغناطیسی، رفته رفته روند ریزش گردابه‌ها متوقف شده تا جایی‌که بطور کلی یک دنباله متقارن تشکیل شده و با عبور از شدت میدان مغناطیسی بحرانی حتی دنباله گردابه متقارن نیز ناپدید می‌شود.

viv suppression in the flow over a circular cylinder using axial magnetic field

the present study numerically evaluates vortex-induced vibration (viv) for an electrically conductive fluid around a cylinder on an elastic support. the flow is subjected to a uniform magnetic field in the z-direction to evaluate the viv attenuation performance of this open-loop active control method. to analyze this fluid-structure interaction (fsi) problem, the finite volume method (fvm) was employed based on the simple algorithm to solve the governing continuity and momentum equations of the fluid flow and an explicit integration method to solve the motion equations of the rigid structure. simulations were carried out at reduced velocities of 2-9 and different stuart numbers. the simulation results demonstrated that the magnetic field was significantly effective and wholly (100%) suppressed transverse and longitudinal vivs. a rise in the magnetic field magnitude eliminated vortex shedding for all the reduced velocities, leading to a symmetric wake. the symmetric vortex even disappeared above the critical stuart number.