مطالعه اثرات کشسانیت تیر در ارتعاشات ناشی از گردابه با روشهای مطالعه برهم‌کنش سازه با سیال در دینامیک سیالات محاسباتی

ارتعاشات ناشی از گردابه که در پایین دست جریان اجسام حجیم رخ میدهند یکی از مسائل پیچیده و چندوجهی مهندسی در سالهای اخیر هستند. یکی از سیستم‌های مطرح استاندارد در این نوع مسائل شامل تیری الاستیک متصل به یک استوانه دوبعدی میباشد. تیر در اثر ریزش گردابه در پشت سیلندر به نوسان در میاید. در این مقاله ارتعاش ناشی از گردابه در این سیستم به دو روش اویلری-لاگرانژی دلخواه و مرز مغروق بحث میشود. تمرکز اصلی مقاله بر روی خاصیت کشسانی تیر الاستیک و اثرات آن در این ارتعاشات میباشد. فرضیات روش‌ها توضیح داده میشوند و سپس پارامترهای هندسه، جنس، شرایط مرزی و جزییات شبکه‌بندی بیان میشوند. سپس مدل ساخته شده توسط دو معیار مورد صحت‌سنجی قرار میگیرد. جابجایی‌های سر آزاد تیر در دو راستای کارتزینی و نیروهای درگ و لیفت وارد بر سیستم در مسائل حل شده گزارش میشود. دیده میشود که مقدار کشسانی کم تیر دامنه ارتعاشات را بطور قابل‌توجهی کاهش میدهد و همینطور نیروی درگ را کم میکند. با کاهش کشسانیت تیر نیروی لیفت سریعتر اتفاق میافتد و از یک مقدار بحرانی به بعد افزایش میابد. به همین جهت میتوان برای کاربردهایی مثل جذب انرژی، کشسانیتی بهینه را متصور شد که نیروی لیفت بیشتر در کنار نیروی درگ کمتر تولید بشود.