بررسی نظری، عددی و آزمایشگاهی فرکانس‌ها و میرایی تلاطم در مخازن استوانه‌ای دارای بافل‌های حلقوی و قطاعی

توانایی بافل‌ها در افزایش میرایی تلاطم به روش نظری، عددی و آزمایشگاهی در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است. بافل‌ها اجزائی هستند که به عنوان جدا‌کننده در مخازن حاوی سیال نصب شده و مشخصات دینامیکی تلاطم را تغییر می‌دهند. هدف این مطالعه، بررسی اثر چیدمان بافل‌ها جهت فراهم آوردن فرکانس‌های مورد نظر و پیشنهاد یک آرایش کاربردی جهت افزایش پایداری مخازن نگهداری سیال می‌باشد. جهت نیل به این هدف یک بستر آزمایشگاهی برای مطالعه رفتار سیال متلاطم و خواص میرایی تلاطم در مخازن استوانه‌ای پرشده تا عمق دلخواه طراحی شده است. نتایج حاصل نشان می‌دهند که چیدمان بافل‌های پیشنهادی اثر بسیار موثری بر میرایی و فرکانس‌های تلاطم داشته و نیاز‌های پیش‌بینی شده طراحی را به شکل مطلوب برآورده می‌سازد. به علاوه در ارتفاع های نزدیک به کف مخزن، منحنی تئوری پیشبینی می‌کند که فرکانس اساسی تلاطم کاهش پیدا کند، در صورتی که فرکانس‌های تجربی نه تنها کاهش پیدا نمی کنند بلکه روند افزایشی از خود نشان می‌دهند. همچنین نتایج حاصل از روش المان محدود و حجم محدود در محاسبه فرکانس و میرایی تلاطم، از همگرایی بالایی با نتایج تجربی ‌برخوردار می‌باشند.

Theoretical, numerical and experimental study of liquid sloshing frequencies and damping in a cylindrical container with anural and sectorial baffles

The ability of baffles in increasing the hydrodynamic damping of sloshing in circular cylindrical containers is investigated in this study by analytic, numerical, and experimental methods. Baffles as separate components are installed in tanks containing fluid and can change various aspects of dynamic characteristics of sloshing. The primary objectives of this study is to examine the relative effectiveness of baffle arrangements to provide experimental data for the verification of the numerical models and to recommend a practical baffle arrangement that would be effective over a range of frequencies. The results show that the proposed baffle arrangement has a very effective effect on the damping and sloshing frequencies, and satisfies the anticipated design requirements optimally. The results also display that at liquid height close to the bottom of the container, the theoretical curve predicts that the fundamental frequency of the sloshing will decrease, while the experimental frequency not only decreases but also shows an increasing average. In addition, the results of finite element method and finite volume method in calculation of sloshing frequency and damping are highly consistent with experimental results.