بررسی تجربی جریان ایزوتروپ تولید شده توسط توری در تونل‌باد مادون صوت و اندازه گیری مشخصه‌های جریان آشفته

در این پژوهش به بررسی تجربی جریان آشفته ایزوتروپ پرداخته شده است. به همین منظور، دو توری متفاوت با یک کانال انقباضی در پشت آن‌ها برای ایجاد یک جریان آشفته ایزوتروپ در داخل تونل‌باد تعبیه شده است. توری‌ها با شبکه‌های cm 2.54 و cm 5.08 به ترتیب با نسبت انسداد 0.34 و 0.17 با برش لیزر روی چوب برش داده شده‌اند. برای تعیین سرعت‌های اغتشاشی در جهت جریان از جریان‌سنج سیم داغ یک‌بعدی استفاده شده و برای تعیین مولفه‌های جهت‌های دیگر از تقریب استفاده شده است. در سرعت‌های m/s 5 و m/s 10 برای هر یک از توری‌ها آزمایش انجام شده که بازه عدد رینولدز 8500 تا حدود 33000 را در بر می‌گیرد. برای تعیین آغاز مکان ایزوتروپی از روش‌های تعیین چولگی سرعت، همواری سرعت، شدت اغتشاشات، نرخ اضمحلال و مقیاس‌های طولی مانند طول کولموگروف و تیلور استفاده شده است. برای چولگی و همواری اعداد به ترتیب 0 و 3 را نشان داده که نشان‌دهنده جریان ایزوتروپ می‌باشد. نتایج نشان دادند که با افزایش سرعت ورودی، ایزوتروپ شدن جریان به تعویق افتاده است. همچنین در شبکه با نسبت انسداد کمتر، در نزدیکی توری شدت اغتشاش کمتر خواهد بود ولی با دور شدن از توری، شدت اغتشاشات بیشتر شده است.

Experimental Investigation of Isotropic Flow Generated by Grid in Subsonic Wind Tunnel and Measurement of Characteristics of Turbulent Flow

In this research, the turbulent isotropic flow has been experimentally investigated. Hence, two different grids are made and a contraction channel is installed behind it inside the subsonic wind tunnel to generate an isotropic turbulence flow. The grids with mesh sizes of 2/54 cm and 5/08 cm were cut on the wood with obstruction ratio of 0/34 and 0/17, respectively. Onedimensional hot wire was used to determine the perturbation velocities in the direction of flow, and an approximation was used to determine the components of other directions. At speeds of 5 m/s and 10 m/s, experiments were performed for each of the grids, which range from a Reynolds number of 8500 to about 33000. To determine the onset of the isotropic location, methods of velocity skewness, kurtosis, turbulence intensity, dissipation rate, and longitudinal scales such as Kolmogorov and Taylor lengths were used. For skewness and kurtosis, the numbers show 0 and 3, respectively, which indicate the isotropic flow. Results showed that with increasing the velocity, the isotropy of the flow was delayed. Also, in a grid with a lower obstruction ratio, the intensity of turbulence will be less near the grid, but as it moves away from the grid, the intensity of turbulence will increase.