بررسی تجربی ساختار جریان اطراف دو سیلندر مربعی و مثلثی پشت سر هم

در این مطالعه، مشخصات جریان حول دو سیلندر دو بعدی با مقاطع مربع و مثلث متساوی الاضلاع در آرایش‌ پشت سر هم به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایش‌ها در تونل باد مدار باز مادون صوت با حداکثر اغتشاشات جریان آزاد0.3 درصد انجام شده است. بررسی‌ها در آرایش پشت سرهم با جابه جا کردن سیلندر مربعی پایین دست در راستای جریان در فواصل مختلف از سیلندر مثلثی بالادست انجام شده است. اندازه‌گیری‌ها در این مطالعه با استفاده از دستگاه‌های فشارسنج 32 کاناله، دستگاه اندازه‌گیری نیرویی و جریان سنج سیم داغ انجام شده است. سیلندر مربعی در فواصل مختلف و اعداد رینولدز 26000و 37000 و 46000 و 51000 در پایین دست سیلندر مثلثی قرار گرفته است. در این مطالعه نیروهای برآ و پسای متوسط و نوسانی وارد بر سیلندر مربعی در فواصل مختلف اندازه‌گیری شده است. همچنین توزیع فشار متوسط و نوسانی روی سطح دو سیلندر در فواصل مختلف از یکدیگر اندازه‌گیری شده است. فرکانس ریزش گردابه در آرایش دو سیلندر پشت سر هم با استفاده از جریان سنج سیم داغ و نوسانات فشار سطحی سیلندرهای بالادست و پایین دست اندازه گیری و مقایسه شده است. از مهم‌ترین نتایج مطالعه حاضرمی‌توان به مشاهده دو الگوی مختلف برای جریان اشاره کرد که در فواصل کمتر از فاصله‌ی بحرانی، ریزش گردابه‌ از سیلندر بالادست رخ نمی‌دهد. در فواصل بیشتر از فاصله‌ی بحرانی ریزش گردابه از هر دو سیلندر مثلثی و مربعی اتفاق می‌افتد. فاصله بحرانی برای این آرایش سه برابر طول ضلع سطح مقطع سیلندرها به دست آمد.

Experimental investigation of flow structure around two dimensional square and triangular tandem cylinders

In this study, the flow characteristics around two tandem square and equilateral triangle cylinders have been experimentally investigated. Experiments were conducted in an opencircuit subsonic wind tunnel with maximum freestream turbulence level of 0.3%. Investigations for tandem arrangement were performed by moving the downstream square cylinder along the flow direction at various distances from the upstream triangular cylinder. Measurements were performed using 32channel pressure transducer, threecomponent balances and hotwire anemometer. Square cylinder was placed at various distances from the upstream triangular cylinder and the flow Reynolds numbers were chosen to be 26000, 37000, 46000, and 51000. In this study, the mean and fluctuating lift and drag forces were measured for square cylinder at different spacings. Also, the distribution of mean and fluctuating surface pressure on the twocylinders were measured. The vortex shedding frequency was measured by using both hotwire and surface pressure fluctuations on both cylinders and the results obtained by these two different measurement methods were compared. One of the most important outcome of the present study is the observation of two different flow patterns. It is noticed that the vortex shedding from the upstream cylinder was eliminated for cylinder distances lower than the critical spacing while for distances more than the critical spacing, the vortex shedding occurs from both triangular and square cylinders. The critical distance for this arrangement was obtained to be around three times of the length of the side length of the cylinders.