بررسی اختلاف نسبت سرعت بین جت های مهارکننده و جت اصلی در طرح جت های ترکیبی سه گانه برای بهبود اثربخشی خنک کاری لایه ای با استفاده از رهیافت ال.ای.اس

در تحقیق حاضر، به بررسی اثرات اختلاف نسبت دمش(نسبت سرعت) بین جت های مهارکننده ی کوچک و جت اصلی در طرح جت های سه گانه بر اثربخشی خنک کاری لایه ای و تحلیل هیدرودینامیک جریان پرداخته شده است. این اختلاف نسبت دمش به گونه ای تنظیم شده که دبی کل سیال خنک با حالت جت های سه گانه ساده یکسان باشد. جت های سه گانه به صورت عمودی وارد جریان عرضی شده و نسبت دمای جت های خنک کننده به جریان عرضی داغ و عدد رینولدز کل جت ها به ترتیب برابر 5/0 و 4700 می باشد. روش عددی به کار رفته بر مبنای حجم محدود استوار بوده و از الگوریتم سیمپل بر روی یک شبکه ی چند بلوکه و جابه جا شده، با سازمان، و غیر یکنواخت استفاده شده است. شبیه سازی عددی برای سه نسبت سرعت جت های مهارکننده به جت اصلی صورت گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که وقتی نسبت سرعت مذکور بیشتر از یک باشد، اثربخشی خنک کاری افزایش می یابد ولی در حالتی که این نسبت سرعت کمتر یک است، شاهد کاهش اثربخشی خنک کاری هستیم. به دلیل پیچیدگی زیاد جریان (ناشی از اندرکنش سه جت با جریان عرضی) و وابستگی زمانی ساختارهای گردابه های تشکیل شده، از رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ برای تحلیل دقیق تر جریان استفاده شده است.

Investigation of Velocity Ratio Difference between the Controlling Jets and the Main Jet in the Compound Triple Jets Arrangement to Modify the Film Cooling Effectiveness, Using the LES Approach

In this research, effects of blowing ratio (velocity ratio) difference between the controlling small jets and the main jet in the compound triple jets arrangement on the film cooling effectiveness and the flow hydrodynamics are investigated. This blowing ratio difference was selected such that the total mass flow rate of the cold flow becomes equal to that of the simple compound triple jets. The triple jets are inclined normally into the cross flow and the cooling jets to the hot cross flow temperature ratio and the jets Reynolds number are 0.5 and 4700, respectively. The numerical approach is based on the finite volume and the SIMPLE algorithm over a multi block, staggered, structured and non uniform grid arrangement was applied. The numerical simulations are performed for three controlling jets to main jet velocity ratios. The obtained results show that when the velocity ratio is higher than unity, the film cooling effectiveness increases, while it decreases when the velocity ratio is less than unity. Due to high complication of the flow (results from interaction of three jets with the cross flow) and time dependency of the introduced vortex structures, the large eddy simulation approach was used to investigated the flow more accurately.