مطالعه تجربی و شبیه سازی عددی اثر بافل روی تلاطم سطحی آب کم عمق در یک مخزن متحرک با استفاده از نرم افزار متن باز OpenFOAM

پیام:
چکیده:

بر اثر ایجاد جابه جایی سازه یک مخزن مایع و انتقال این حرکت به مایع، حرکت سطح آزاد مایع داخل آن با به وجود آوردن موج (پدیده اسلاشینگ) باعث وارد شدن ضربات فشاری بر دیوارهای کناری و جانبی مخزن می شود. این پدیده با به وجود آوردن موج های پر انرژی و مخرب و همچنین ایجاد نیروهای هیدرودینامیکی با دامنه نوسانات بالا باعث اعمال نیروی نوسانی و گاها غیرقابل کنترل بر دیوارهای جانبی و موجب اختلال در حرکت عادی وسیله نقلیه حمل کننده مایع می شود که اهمیت بررسی و ارایه راهکارهای پیشگیری این پدیده را نشان می دهد. وسعت مواجهه با این پدیده در صنایعی دیگر همچون صنایع موشکی با سوخت مایع، کشتی های نفت کش یا حامل سوخت ها و مواد مایع، تانکرهای ماشین های سوخت رسان (مایع) یا مخازن آب، ایجاب می کند با پیش بینی رفتار آن اقدامات لازم برای کنترل پدیده اسلاشینگ صورت بگیرد. یکی از راه های کنترلی استفاده از بافل یا صفحاتی در راستای عرضی مخزن است. در این مقاله معادلات حاکم بر این پدیده در نرم افزار متن باز OpenFOAM حل شده است. این نرم افزار معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزیی را با استفاده از روش حجم محدود حل می کند که به صورت پیش فرض هندسه را سه بعدی در نظر می گیرد. برای حل جریان دو فاز از مدل اصلاح شده حجم های مایع (VOF) استفاده شده و از مدل مش متحرک هم برای حرکت بدنه مخزن استفاده شده است. در روش VOF، مقدار فازها به صورت کسری از یک (کسر حجمی) بیان می شود که برای تعیین آن براساس معادله پیوستگی، یک معادله دیفرانسیل تنظیم و حل می شود. برای مدل جریان مغشوش از مدل اصلاح شده k-e با در نظر گرفتن اثرات جریان های سطح آزاد استفاده شده است. همچنین مدلی تجربی از یک مخزن واقعی برای تایید پیشگویی های شبیه سازی ارایه شده است. بررسی ها، نشان از انطباق قابل قبول نتایج تجربی و عددی دارند. علاوه بر این نتایج نشان می دهد که با استفاده از بافل های عمودی تا 50% می توان نوسانات ناشی از این پدیده را کاهش داد.

زبان:
فارسی
صفحات:
353 تا 359
لینک کوتاه:
magiran.com/p2072770 
دانلود و مطالعه متن این مقاله با یکی از روشهای زیر امکان پذیر است:
اشتراک شخصی
با عضویت و پرداخت آنلاین حق اشتراک یک‌ساله به مبلغ 990,000ريال می‌توانید 70 عنوان مطلب دانلود کنید!
اشتراک سازمانی
به کتابخانه دانشگاه یا محل کار خود پیشنهاد کنید تا اشتراک سازمانی این پایگاه را برای دسترسی نامحدود همه کاربران به متن مطالب تهیه نمایند!
توجه!
  • حق عضویت دریافتی صرف حمایت از نشریات عضو و نگهداری، تکمیل و توسعه مگیران می‌شود.
  • پرداخت حق اشتراک و دانلود مقالات اجازه بازنشر آن در سایر رسانه‌های چاپی و دیجیتال را به کاربر نمی‌دهد.
دسترسی سراسری کاربران دانشگاه پیام نور!
اعضای هیئت علمی و دانشجویان دانشگاه پیام نور در سراسر کشور، در صورت ثبت نام با ایمیل دانشگاهی، تا پایان فروردین ماه 1403 به مقالات سایت دسترسی خواهند داشت!
In order to view content subscription is required

Personal subscription
Subscribe magiran.com for 50 € euros via PayPal and download 70 articles during a year.
Organization subscription
Please contact us to subscribe your university or library for unlimited access!