FLOW arround Cylinder

Mengalir di Sekitar Silinder. Aliran di sekitar silinder, flow arround cylinder, digunakan sebagai contoh pemisahan lapisan batas, boundary layer, di Sec. 6.5. Contoh menunjukkan gambar pusaran, vortex, yang keluar dari silinder secara berkala, yang dikenal sebagai Kármán Vortex.

Gambar tersebut berasal dari simulasi CFD dalam dua dimensi, mewakili silinder dengan panjang aksial tak terhingga, menggunakan parameter utama: diameter silinder $persamaan$ ; kecepatan aliran bebas $persamaan$ pada $persamaan$ arah -; dan, viskositas kinematik fluida $persamaan$ . Bilangan Reynolds yang sesuai $persamaan$ , yang termasuk dalam rezim aliran laminar.

Mesh komputasi yang digunakan dalam simulasi dijelaskan dalam Bagian. 8.3. Ketinggian pusat sel yang berdekatan dengan silinder adalah $persamaan$ , sesuai dengan perhitungan $persamaan$ .

Simulasi menggunakan algoritma solusi sementara di Sec. 5.19, menyelesaikan kekekalan momentum untuk fluida incompressible, dengan $persamaan$ dan konstan $persamaan$ . Tidak ada persamaan energi dan tidak diperlukan pemodelan turbulensi karena alirannya laminar.

Kondisi batas aliran bebas dari Sec. 4.16 diterapkan pada $persamaan$ dan $persamaan$ pada seluruh batas luar, dengan nilai referensi $persamaan$ , $persamaan$ dan $persamaan$ . Kondisi no-slip, $persamaan$ dan $persamaan$ , diterapkan pada batas silinder.

Simulasi dijalankan $persamaan$ dengan time step $persamaan$ menggunakan skema numerik yang direkomendasikan dari Bagian. 3.23. Osilasi dimulai setelah silinder pada $persamaan$ , segera menyebabkan pelepasan vortisitas yang mencapai pola stabil pada $persamaan$ .

Gambar berikut, yang diarsir dengan $persamaan$ , menunjukkan vortisitas yang bergerak lebih lambat sebagai struktur lebih gelap yang merambat ke bagian hilir silinder.

$GAMBAR\santai \khusus {t4ht=$

Pelepasan vortex yang berulang-ulang menyebabkan osilasi gaya $persamaan$ cairan pada silinder. Gaya dihitung sebagai jumlah gaya viskos dan tekanan yang bekerja pada permukaan bagian silinder ( $persamaan$ ), dalam satuan kinematik $persamaan$ (dari kinematik $persamaan$ dan $persamaan$ ) dengan

XXX f = Sf ☐☐☐ = Sf (pI ☐☐☐) = Sfp Sf ☐☐☐: fff \santai \khusus {t4ht=

Koefisien gaya angkat tak berdimensi , Coefficient of Lift, $persamaan$ ditunjukkan di bawah ini, dihitung dari: -komponen $persamaan$ gaya adalah $persamaan$ , dimana $persamaan$ adalah vektor satuan pada $persamaan$ arah -; dan, proyeksi area depan $persamaan$ silinder.

$GAMBAR\santai \khusus {t4ht=$

Periode osilasi $persamaan$ sesuai dengan bilangan Strouhal $persamaan$ , konsisten dengan data yang dipublikasikan.