Nem áramvonalas alakzatok körül kialakuló háromdimenziós áramlás elméleti és numerikus vizsgálata = Theoretical and numerical investigation of three-dimensional flows around bluff bodies

Baranyi, László and Janiga, Gábor and Schifter, Ferenc and Tolvaj, Béla and Vékony, Klára (2008) Nem áramvonalas alakzatok körül kialakuló háromdimenziós áramlás elméleti és numerikus vizsgálata = Theoretical and numerical investigation of three-dimensional flows around bluff bodies. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 42961_ZJ1.pdf Download (163kB)

Abstract

A tompa testekről leváló örvények gyakran a szerkezetek rezgéséhez vagy meghibásodásához vezetnek. Ez a projekt egy henger körüli áramlás elméleti, kísérleti és numerikus vizsgálata révén az örvényleválás igen bonyolult jelenségével foglalkozott. Az elméleti eredményt a testre ható felhajtóerő és ellenállás inercia és gyorsuló rendszerekben érvényes alakjai közötti összefüggések származtatása jelentette. A kísérleti eredmények főleg a rugalmasan felfüggesztett téglalap keresztmetszetű hengerre vonatkoztak. A numerikus eljárás álló és rezgőmozgást végző hengerekre vonatkozó eredmények útján történő alapos tesztelése után főleg az áramlásba helyezett, ellipszis pályán mozgó henger körüli áramlás vizsgálatával foglalkoztunk. Egy új jelenséget azonosítottunk: az örvénystruktúrában fellépő hirtelen változást, amely a hengerpálya ellipticitásának változtatása során tapasztaltunk. Ezt a jelenséget a kritikus előtti és utáni ellipticitás értékekhez tartozó határgörbékkel, fázisszöggel és áramképekkel vizsgáltuk. Tanulmányoztuk a henger és folyadék közötti hő- és energiacserét is. A projekten belül a hőcserélők csőkötegeinek rezgése témában oktatási segédlet is készült. | Vortex shedding from bluff bodies often causes undesirable vibrations or damage to structures. This project dealt with vortex shedding, an extremely complex phenomenon, through theoretical, experimental, and numerical investigation of flow around a cylinder. The theoretical contribution was the derivation of relationships between lift and drag coefficients in inertial and non-inertial systems. Experiments concentrated upon flow around an elastically supported rectangular cylinder. For the numerical simulations, after thorough validation of the numerical approach against results for stationary and oscillating cylinders, computations were focused on the problem of a cylinder orbiting in a uniform stream. A new phenomenon was identified involving a sudden switch in vortex structure when the ellipticity of the cylinder path was altered. This was investigated through a comparison of limit cycles, phase angles, and flow patterns before and after critical ellipticity values. Heat and energy transfer between the cylinder and fluid were simulated. Within the project, educational materials were also prepared on the topic of heat transfer and vibration in tube bundles of heat exchangers.

Actions (login required)

Edit Item