NUMERICAL ANALYSIS OF HEAT TRANSFER AND FLUID FLOW OVER A RIGIDLY VIBRATING CYLINDER IN CROSS FLOW

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

A numerical, finite difference with time dependent grid approach has been utilized for solving the governing equations for forced convection around anisothermal surface of circular cylinder in cross flow. The cylinder oscillating in three direction transverse, inline and orbital.The results for local Nusselt number and local skin friction are obtained for Pr=2.7(air).The ranges of Reynolds, reduced frequency and dimension less amplitude are (32to 622),(2.2to 2.7)and(2.2to 2.1)respectively. From these results, the following conclusions can be drawn:1.The use of a time dependent grid technique leads to a successful finite difference simulation of moving boundary problems(oscillating cylinder in a viscous fluid).0.The interaction between the oscillation cylinder and vortex shedding from the cylinder dominates the state of the wake.3.For the range of conditions of this investigation, some of the local Nusselt numbers and the local skin friction coefficients were up to about 73 percent and 75percent larger during oscillations than when the cylinder was at rest. 2.For the range of conditions of this investigation, the oscillating velocity(that depends on reduced frequency "F" and dimension less amplitude"A" )of the cylinder is the major factor in the enhance of local Nusselt number and local skin friction. Also, the local Nusselt number is greater in case of orbital oscillating when compared with other cases.5.At the conditions used in the study,the entrainment process of the free stream into the wake is main reason to increase heat transfer rate.6.The large increase in heat transfer from the surface of oscillating cylinder can be correlated with the observation of vortices rolling-up close the base of the cylinder. The increase in heat transfer is believed to be result of energetic fluid of the vortices scrubbing away the normally stagnant and poor heat convecting fluid which normally resides at the base of the cylinder. 7.The use of forced oscillation cylinder is a good method of enhancing heat convection from a heated cylinder.Suggestions for Future Work 6.0 Following the conclusion of the present study, it becomes apparent that several important issues requires further investigation. The following points are suggested for future work:1.The numerical work on forced convection around oscillating cylinder should be extended to study, the effect of oscillation on mixed and free convection heat transfer from heated cylinder. 0.Solving the same problem by using another models such primitive variable or vorticity-velocity model. 3.studying the effect of oscillation on multi-cylinder(tube bundle)and in multi configurations(such staggered or inline cylinders).2.Solving the same problem with higher frequency, amplitude and Reynolds number going to the turbulent flow regions.5.Investigating the effect of oscillating cylinder on the characteristic of compressible fluid.

روابط وملفات

التعريف والنوع

رقم الوثيقة

0066e5a2-3ece-4e5d-a9da-b09495c0ab54

رقم العقد

0

نوع الوسائط

Crawler

نوع المحتوى

الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل ماجيستير

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

1001803_1.pdf

بيانات النشر

ترجمة العنوان

التحليل العددي لانتقال الحرارة وجريان المائع المار بشكل متعامد على اسطوانة مهتزة بجساءة

ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"Adil A. Al-Moosawy","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"Mohsen Gawy Hamza Al-Guboury","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"}]

اللغة

English

المصدر والدورية

اسم المصدر

NUMERICAL ANALYSIS OF HEAT TRANSFER AND FLUID FLOW OVER A RIGIDLY VIBRATING CYLINDER IN CROSS FLOW

المحتوى والصفحات

عدد الصفحات

0

ترجمة الملخص

أجريت الدراسة العددية للتكهن بهيكلة الجريان المتعامد مع اسطوانة مهتزة (oscillating)والخواص الحرارية لجريان الهواء عند الحمل القسري . إن التغيرات الناتجة في الجريان والحرارة صنفت ضمن المسائل ذات الحدود المتحركة على فرض أن المائع لا انضغاطي ولزج وان الجريان طباقي ثنائي الأبعاد ومعتمد على الزمن وكذلك أن درجة حرارة سطح الاسطوانة ثابتة. بسبب التعقيد الموجود في الشكل الفيزيائي وحركة الحدود مع الزمن للدراسة الحالية فقد تم استخدام نظام مطابقة إحداثيات الجسم(B.F.C.) مع أسلوب توليد الشبكة المعتمد على الزمن إذ تمكن هذه الطريقة من حل معادلات الجريان حول الأجسام المعقدة دون الحاجة لأجراء التقريب أو الاستكمال على الحدود الخارجية للجسم, ولقد ولّدت شبكة النقاط الداخلية بحل معادلتين تفاضليتين من نوع القطع الناقص(Elliptic). استخدمت طريقة(الدوامية–دالة الانسياب) في هذه الدراسة, إن المعادلات الحاكمة في هذه الطريقة تتكون من معادلة قطع ناقص(دالة الانسياب) حيث تم حلها باستخدام طريقة الاسترخاء(Relaxation) ومعادلتي الدوامية والطاقة وهما قطع زائد(Parabolic) وقد تم حلهما باستخدام الزحف الزمني ودالة الفروق البينة. تم تحويل المعادلات الحاكمة من معادلات تفاضلية إلى معدلات جبرية باستخدام الفروق الحدية(Finite difference). اخذ بنظر الاعتبار التداخل الحاصل بين حركة المائع وحركة الاسطوانة , لغرض التغلب على الحركة المستمرة للحدود الناتجة بسبب اهتزاز الاسطوانة تم تحديث شبكة النقاط لكل خطوة زمنية مع المواقع الجديدة وإدخال حدود جديدة إلى المعدلات الحاكمة( معادلة نقل الدوامية ومعادلة الطاقة), حيث إن تلك الحدود تقوم بمعالجة التأثيرات الناتجة من الحركة المستمرة على المجال الحسابي. عدد رينولدز المستخدم في الدراسة الحالية ضمن المدى80الى600 والتذبذب المخفض0 إلى 0.7 وكذلك السعة اللابعدية 0 إلى 0.9. وقد استخدمت قيمة واحدة لعدد برانتل(0.7) وثلاثة أنواع من الاهتزاز (العمودي والأفقي والمداري) بالإضافة إلى الاسطوانة الثابتة. إن انتقال الحرارة يتأثر بمقدار كبير نتيجة للاهتزاز(Oscillation) الاسطوانة حيث وجد إن عدد نسلت الإجمالي يتعزز في بعض الحالات بنسبة (37%,57%,64%) في حالة الاهتزاز العمودي والأفقي والمدري وعلى الترتيب. كما إن أعظم قيمة لعدد نسلت المحلي لنفس الحالات أعلاه تتعزز بنسبة(64%,70%,78%) للاهتزاز العمودي والأفقي والمداري على الترتيب. من ناحية أخرى ,إن الاهتزاز يؤثر بشكل ملحوظ على الخواص الحرارية وزخم الهواء المار حول الاسطوانة حيث إن الاهتزاز يؤثر على كثافة خطوط السريان وخطوط ثبوت درجة الحرارة والدوامات المنعزلة من الاسطوانة لكل دورة. حيث وجد إن معامل الاحتكاك المحلي يتعزز في بعض الحالات بنسبة (63%,52%,75%) لكل من الاهتزاز العمودي والأفقي والمداري على الترتيب. لقد تم الحصول على توافق جيد بين النتائج العديدة وما موجود من معلومات عند مقارنتها.

كلمات الباحثين

Heat transfer, Moving surfaces, Circular cylinder, Cross flow, Local Nusselt number, Local skin friction, Reynolds number, Finite difference method, Numerical simulation, Cylinder oscillation.

إشراف وإعداد

الإشراف

Adil A. Al-Moosawy

الإعداد

Mohsen Gawy Hamza Al-Guboury

الاقتباسات الببليوغرافية