هیدرودینامیک Skimboard: همه چیز در شرایط مرزی است
وقتی صحبت از ورزش های آبی تفریحی به میان می آید، شبیه سازی می تواند تفاوت چشمگیری در عملکرد ایجاد کند. Skimboard ها نمونه کاملی از این موضوع هستند. این تخته های کوتاه و نازک شبیه تخته های موج سواری بدون باله هستند و به سوارکاران اجازه می دهند روی سطح آب شناور شوند و سر بخورند. به منظور بهبود طراحی تخته، گروهی از محققان برای درک تعامل بین آب و اسکیم برد بر هیدرودینامیک تکیه کردند.
هیدرودینامیک درایوهای مدل سازی Skimboard
در کنفرانس COMSOL در سال 2009، محققان جنرال دینامیک مقاله خود را در مورد ” مطالعه هیدرودینامیک برنامه ریزی ” ارائه کردند. با استفاده از COMSOL Multiphysics و ماژول CFD، آنها توانستند حرکت جریان آب ( هیدرودینامیک ) را در زیر یک اسکیم برد بررسی کنند. این تیم شرایط مرزی مختلف را آزمایش کردند و بینش مهمی در مورد فیزیک اسکیم بورد دریافت کردند. آنها مشکل هیدرودینامیک خود را با شبیه سازی حل کردند و تعیین کردند که کدام مجموعه از شرایط مرزی با راه حل های تحلیلی ساده شده و داده های تجربی در دسترس بهتر است.
برای اهداف شبیهسازی، فرض میشود که اسکیمبرد روی یک لایه آبی که از چپ به راست حرکت میکند، ایستاده است و یک جت در لبه جلویی تولید میکند که به سمت چپ پاشیده میشود. اسکیم بورد دارای زاویه حمله، α، تا حد امکان کوچک است تا به اندازه کافی بالا برود و کشش را کاهش دهد. هندسه تجزیه و تحلیل شده و پارامترهای اصلی مورد استفاده توسط محققان در شماتیک زیر نشان داده شده است که در آن “انباشته شدن” و پاشش مجدد جریان بالادست در نظر گرفته شده است. طرح اسکیمبورد بهعنوان یک سطح صاف با طول تنظیم شده، l w ، روی آب تنظیم شده است، و آب باید دارای عمق اصلی، h 0 باشد .
هیدرودینامیک اسکیم برد که در شماتیک زیر نشان داده شده است با حل معادلات ناویر-استوکس بررسی شده است . یک راه حل سه بعدی از نظر محاسباتی گران است، بنابراین محققان تصمیم گرفتند آن ها را به صورت دو بعدی حل کنند تا بتوانند به سرعت ایده های خود را آزمایش کنند.
نمایش شماتیک از صاف کردن یک اسکیم برد روی یک لایه آب نازک که برای توسعه مدل در COMSOL Multiphysics استفاده می شود. تصویر از Nathaniel D. Barnett و Ernesto Gutierrez-Miravete.
بهترین نتیجه با بهترین شرایط مرزی
سه مورد مورد مطالعه شرایط مرزی متفاوتی را در نظر گرفتند:
- مورد 1: با یک مرز ثابت پایین لایه آب، تخته طوری ساخته شد که به صورت مماس در امتداد زاویه حمله حرکت کند. شرایط مرزی برای این مورد مانند یک تسمه نقاله متحرک تنظیم شده بود.
- مورد 2: اسکیم برد (مرز بالایی) ثابت شد و سرعت ورودی معرفی شد. مرز پایین با همان سرعت سیال ورودی حرکت کرد تا سرعت نسبی اجسام جامد را حفظ کند.
- مورد 3: تخته به عنوان یک جسم صلب با سرعت ثابت در جهت منفی x حرکت کرد.
مورد 3 به بهترین وجه نشان داد که بالابر تولید شده توسط روش های محاسباتی با مقادیر بالابر که در مطالعات و آزمایشات نظری قبلی ذکر شده بود مطابقت خوبی دارد. ایجاد چندین مطالعه موردی راه عالی برای استفاده از شبیه سازی برای کشف ایده های مختلف و درک بیشتر در مورد مشکل موجود است.
با دانلود مقاله و ارائه ارائه شده در زیر، دامنه کامل شبیه سازی هیدرودینامیک آنها را بررسی کنید.
بیشتر خواندن
- مقاله را بخوانید: ” مطالعه هیدرودینامیک برنامه ریزی “
- ارائه ارائه شده در کنفرانس COMSOL 2009 را مشاهده کنید
- لینک دانلود به صورت پارت های 1 گیگابایتی در فایل های ZIP ارائه شده است.
- در صورتی که به هر دلیل موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید به ما اطلاع دهید.
برای مشاهده لینک دانلود لطفا وارد حساب کاربری خود شوید!
وارد شویدپسورد فایل : پسورد ندارد گزارش خرابی لینک
دیدگاهتان را بنویسید