بررسی عملکرد آیرودینامیکی و انتقال حرارت سیلندرها تحت اثر محرک‌های پلاسمایی

امروزه یکی از پرکاربردترین روش های کنترل جریان در حوزه ی آیرودینامیک به ویژه آیرودینامیک خارجی استفاده از محرک های پلاسمایی است. در این تحقیق تاثیر محرک های پلاسمایی بر دو سیلندر در آرایش پشت سر هم در حالتی که محرک ها روی سیلندر اول اعمال شده، بررسی شده است. سیلندرها در فواصل نسبی (l/d) مختلف از یکدیگر قرار داده شدند و تحقیقات در دو رینولدز 100 و 200 انجام گرفته و در دو شرایط متفاوت اعمال محرک ها انجام شده است. یکی از حالت ها دارای ولتاژ قله به قله 55 کیلوولت و دیگری 1 کیلوولت بوده است که این مقادیر با توجه به نتایجی که اعتبارسنجی با آنها انجام گرفته، انتخاب شده اند. نتایج حاصل از روش عددی با سایر نتایج عددی و تجربی صحه گذاری شد حل معادلات جریان با استفاده از روش حجم محدود انجام گرفته است. اعمال محرک های پلاسمایی سبب شد که سیلندر دوم در تمامی حالت ها ضریب پسا و عدد ناسلت بیشتری را تجربه کند. همچنین تاثیر محرک های پلاسمایی بر روی افزایش ضریب پسا و عدد ناسلت با افزایش رینولدز کمتر شده به گونه ای که افزایش عدد ناسلت در بهترین حالت در رینولدز 100 نزدیک به 2% بیشتر از همین افزایش در رینولدز 200 بوده است.

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

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 Vpp=55kv and Vpp=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.