اثر جریان بر روی تنش ها و کرنش های حرارتی در پره های حلقوی

در این مقاله، به تاثیر جریان گذرای اطراف یک پره حلقوی بر روی تنش ها و کرنش های حرارتی آن پرداخته می شود. از روش حجم محدود برای حل معادلات جریان و از روش المان محدود برای حل معادلات تنش حرارتی در جامد استفاده می شود. نتایج به دست آمده از تنش حرارتی پره در دو حالت کلی بدون جریان سیال و با جریان سیال اطراف پره بررسی می شوند. در حالت با جریان سیال نیز دو حالت در نظر گرفته می شود ابتدا یک پره در جریان آزاد مورد تحلیل قرار می گیرد و سپس به منظور کاربردی بودن بیشتر مسئله، جریان حول یک پره در بین یک دسته از پره ها مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج جریان آزاد با حالت بدون جریان مقایسه می شوند. نتایج به دست آمده از این بررسی ها نشان می دهد که تنش های حرارتی ایجاد شده در حالت بدون جریان و با جریاندر پره تفاوت زیادی در لحظه های اولیه با هم ندارد. همچنین نتایج نشان می دهد که مکان بدترین تنش مماسی در دو حالت با جریان خارجی و بدون جریان تغییر نمی کند اما مقدار آن در حالت با جریان بیشتر است. علاوه بر آن تنش مماسی در حالت با جریان متقارن نبوده و مکان بدترین تنش اگرچه در پایه پره است اما در ناحیه جبهه جریان اتفاق می افتد. تحلیل دقیق جریان اطراف پره نشان دهنده ناکافی بودن اطلاعات شعاعی تغییر دما در تشخیص بدترین ناحیه تنش موثر است.