بررسی سینماتیک و دینامیک جریان آرام نوسانی حول استوانه

در یان مقاله جریان نوسانی آرام دوبعدی حول استوانه و نوسان استوانه در سیال ساکن مورد بررسی قرار گرفته است . برای این منظور با استفاده از روش حجم محدود و به کمک الگوریتم سیمپل سی، معادله های نویر استوکس برای جریان آرام نوسانی دوبعدی حول یک استوانه در یک شبکه منطبق بر بدنه از نوع o و هم مکان حل شده است . در این بررسی اعداد بدون بعد کیولگان کارپنتر و استوکس در محدوده ای انتخاب شده اند که متناظر با رژیمهای متنوع جریان آرام است که عموما سه بعدی هستند. نتایج حاصل از این شبیه سازی و مقایسه با نتایج عددی و تجربی سایرین نشاندهنده قابلیت خوب مدل دوبعدی در معرفی سینماتیک رژیمهای متنوع جریان و ریزش گردابه هاست . در رابطه با نیروهای وارد بر استوانه این بررسی نشان می دهد در حالاتی که رژیم جریان منظم است انطباق خوبی بین نیروی طولی حاصل از این محاسبات و نتیجه حاصل از معادله موریسون وجود دارد و در مورد جریانهای نامنظم که از یک سیکل به سیکل دیگر تغییر می کنند این انطباق ضعیفتر شده و دقت معادله موریسون کاهش می یابد. مقایسه ضرایب پسا و اینرسی حاصل از این مدل و کارتجربی و عددی دیگران ، انطباق خوبی را نشان می دهد. بررسی تغییرات زمانی نیروی طولی وارد بر استوانه اطلاعات دقیقی در ارتباط با ریزش گردابه ها در هر سیکل و فرکانس ریزش آنها و نحوه تغییر مود ارائه می دهد. به دلیل تغییر پیوسته مود رژیم جریان در طی زمان ، متوسط نیروی طولی و عرضی در طی سیکلهای متوالی ملاک خوبی برای برآورد نیروی وارد بر استوانه نیست . در عین حال این مدل به خوبی توانسته تغییرات زمانی نیروی طولی و عرضی یک مود خالص را شبیه سازی و بر نتایج تجربی انطباق دهد.