پیش‌بینی عددی ارتعاش در دسته سیلندر استوانه‏ای منعطف تحت جریان دوفازی عرضی با مدل تعادلی همگن

ناپایداری الاستیک – سیال از جمله مکانیزم‌های مهم تحریک در دسته سیلندر مبدل‌های حرارتی در معرض جریان عرضی است که منجر به ارتعاش با دامنه بالای سیلندرها ونهایتاً ویرانی سازه می‌شود. جریان در طول مبدل های حرارتی بیشتر به صورت جریان دوفازی است. مطالعه عددی جریان‌های دوفازی به‌دلیل وجود پارامترهای نظیر کسر حجمی و نوع ارتباط دو فاز در سطح مشترک از پیچیدگی زیادی برخوردار است. مطالعات آزمایشگا هی بر روی جریانهای دوفازی بسیار پرهزینه و مشکل است، لذا استفاده از مدل‌های ریاضی مناسب برای بررسی عدی جریان دوفازی از اهمیت بالایی برخوردار است. در مقاله حاضر مرز ارتعاش یک سیلندر منعطف با حل جریان دو بعدی، ناپایا، لزج و آشفته در اطراف دسته سیلندرهای استوانه‌ای در چیدمان مثلثی نرمال (30 درجه) به طور عددی شبیه‌سازی شده است. بر هم‌کنش بین سازه و سیال به صورت کوپل صورت پذیرفته است. برای تحلیل جریان دوفازی از مدل ریاضی همگن استفاده شده است. در مدل همگن فرض می شود که اختلاف سرعتی بین فاز مایع و فاز گاز موجود نیست. برای بررسی رفتار جریان دوفازی با مدل همگن، سرعت بحرانی کاهش یافته حول یک سیلندر منعطف احاطه شده توسط دسته سیلندر صلب و منعطف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که با افزایش کسر حجمی برای جریان، دامنه ارتعاش کاهش یافته و سرعت بحرانی افزایش می یابد.