1
دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
2
استادیار، دانشگاه گیلان، رشت ، ایران
3
استاد، دانشگاه گیلان، رشت، ایران
4
استادیار، دانشگاه بیرا اینتریور، کوویلیا، پرتغال
چکیده
در تحقیق حاضر به بررسی عددی میدان جریان و انتقال حرارت برخوردی نوسانسازهای سیال در فواصل نزدیک پرداخته شده است. شبیهسازیها تحت شرایط دوبعدی، تراکمناپذیر و ناپایا انجام شده و هدف ارزیابی تأثیر تغییر فاصله، تغییر زاویه نازل خروجی، حذف نازل خروجی و تغییر عدد رینولدز است. همچنین برای بررسی جامع، نتایج نوسانساز سیال با نتایج جت ثابت مقایسه شده است. بهمنظور صحتسنجی نتایج از دو پژوهش تجربی برای نوسانساز سیال و جت ثابت بهره برده شده و تطابق خوبی میان نتایج مشاهده شده است. نتایج نشان میدهد که افزایش فاصله در نوسانسازها سبب کاهش حداکثر حدود 11 درصد در عدد ناسلت برای نقطه سکون میشود، درحالی که تغییر فاصله تأثیر قابل توجهی در جت ثابت ندارد. علاوه بر این، تغییر در زاویه نازل خروجی سبب تغییر در عدد ناسلت میشود اما این تغییر روند مشخصی ندارد. شایان ذکر است که حذف نازل خروجی نیز باعث افزایش عدد ناسلت میشود. افزایش عدد رینولدز برای نوسانسازها و جت ثابت به ترتیب سبب افزایش تقریبی حداقل 22 و 28 درصد در عدد ناسلت در نقطه سکون خواهد شد.
Maghrabie, H. M. “Heat Transfer Intensification of Jet Impingement using Exciting Jets - A Comprehensive Review”, Sustain. Energy Rev. Vol. 139, p. 110684, 2021. Doi: 10.1016/j.rser.2020.110684
Hossain, M. A. “Sweeping Jet Film Cooling”, PhD Dissertation, The Ohio State University, 2020.
Hossain, M. A., Prenter, R., Lundgreen, R. K., Ameri, A., Gregory, J. W., and Bons, J. P., “Experimental & Numerical Investigation of Sweeping Jet Film cooling”, ASME Turbo Expo Vol. 140, No. 3, p. 031009, 2018. Doi: 10.1115/GT2017-64479
Koklu, M., “Effect of a Coanda Extension on the Performance of a Sweeping-jet Actuator”, AIAA J. Vol. 54, No. 3, pp. 1125–1128, 2016. Doi: 10.2514/1.J054448
Ghanami, S. and Farhadi, M., “Fluidic Oscillators’ Applications, Structures and Mechanisms– A Review”, Nano Micro Scale Sci. Vol. 7, No. 1, pp. 9–27, 2019. Doi: 10.22111/tpnms.2018.25051.1153
Abdelmaksoud, R. and Wang, T., “A Review on Thermal-Fluid Behavior in Sweeping Jet Fluidic Oscillators”, ASTFE Digital Library Doi: 10.1615/tfec2021.hte.036836
Spens, A. and Bons, J. P., “Experimental Investigation of Synchronized Sweeping Jets for Film cooling applications”; AIAA Scitech 2021 Forum, pp. 1–15, 2021. Doi: 10.2514/6.2021-2003
Gricola, L., Prenter, R., Lundgreen, R., Hossain, M., Ameri, A., Gregory, J., and Bons, J., “Impinging Sweeping jet Heat Transfer”; 53rd AIAA/SAE/ASEE Jt. Propuls. Conf. Atlanta, GA, Doi: 10.2514/6.2017-4974
Hossain, M. A., Agricola, L. M., Ameri, A., Gregory, J. W., and Bons, J. P., “Effects of Curvature on the Performance of Sweeping jet impingement Heat Transfer”; AIAA Aerospace Sciences Meeting Kissimmee, Florida, 2018. Doi: 10.2514/6.2018-0243
Park, T., Kara, K., and Kim, D., “Flow Structure and Heat Transfer of a Sweeping Jet Impinging on a Flat wall”, Int. J. Heat Mass Transf. Vol. 124, pp. 920–928, 2018. Doi: 10.1016/j.Ijheatmasstransfer.2018.04.016
Hossain, M. A., Agricola, L. M., Ameri, A., Gregory, J. W., and Bons, J. P., “Effects of exit Fan Angle on the Heat Transfer Performance of Sweeping Jet Impingement”; 2018 Int. Energy Convers. Eng. Conf. Cincinnati, USA, 2018. Doi: 10.2514/6.2018-4886
Wu, Y., Yu, S., and Zuo, L., “Large eddy Simulation Analysis of the Heat Transfer Enhancement using Self-oscillating Fluidic Oscillators”, Int. J. Heat Mass Transf. Vol. 131, pp. 463–471, 2018. Doi: 10.1016/j.Ijheatmasstransfer.2018.11.070
Agricola, L., Hossain, M. A., Ameri, A., Gregory, J. W., and Bons, J. P., “Sweeping jet Impingement Heat Transfer on a Simulated Turbine vane leading Edge”, Proc. ASME Turbo Expo Vol. 2, pp. 402-414, 2018. Doi: 10.1115/GT2018-77073
Zhou, W., Yuan, L., Liu, Y., Peng, D., and Wen, X., “Heat Transfer of a sweeping Jet Impinging at Narrow Spacings”, Exp. Therm. Fluid Sci. Vol. 103, pp. 89–98, 2019. Doi: 10.1016/j.expthermflusci.2019.01.007
Kim, S. H., Kim, H. D., and Kim, K. C., “Measurement of two-Dimensional heat transfer and flow characteristics of an impinging Sweeping jet”, Int. J. Heat Mass Transf. Vol. 136, pp. 415–426, 2019. Doi: 10.1016/j.Ijheatmasstransfer.2019.03.021
Kim, D. J., Jeong, S., Park, T., and Kim, D., “Impinging Sweeping jet and Convective heat Transfer on curved Surfaces”, Int. J. Heat Fluid Flow Vol. 79, p. 108458, 2019. Doi: 10.1016/j.Ijheatfluidflow.2019.108458
Hossain, M. A., Ameri, A., Gregory, J. W., and Bons, J. P., “Effects of Fluidic Oscillator Nozzle Angle on the Flowfield and Impingement Heat Transfer”, AIAA Journal 59, No. 6, pp. 2113-2125, 2021. Doi: 10.2514/1.J059931
Joulaei, A., Nili-Ahmadabadi, M., and Chun Kim, K., “Parametric Study of a Fluidic Oscillator for Heat Transfer Enhancement of a hot Plate Impinged by a Sweeping jet”, Appl. Therm. Eng. Vol. 205, p. 118051, 2022. Doi: 10.1016/j.Applthermaleng.2022.118051
Joulaei, A., Nili-Ahmadabadi, M., Chun, K., and Yeong, M., “Phosphor Thermometry Evaluation of Heat Transfer Enhancement on a hot Plate Achieved by a vortex-Based Fluidic Oscillator”, Therm. Sci. Eng. Prog. Vol. 47, p. 102269, 2024. Doi: 10.1016/j.tsep.2023.102269
Joulaei, A., Nili-Ahmadabadi, M., and Yeong Ha, M., “Numerical Study of the Effect of Geometric Scaling of a fluidic oscillator on the Heat Transfer and Frequency of Impinging Sweeping jet”, Appl. Therm. Eng. Vol. 221, p. 119848, 2023. Doi: 10.1016/j.applthermaleng.2022.119848
Stouffer, R. D. “Oscillating Spray Device”; US Patent 4,151,955, 1979.
Menter, F. R., “Performance of Popular Turbulence Models for Attached and Separated Adverse Pressure Gradient Flows”, AIAA J. Vol. 30, No. 8, pp. 2066–2072, 1992. Doi: 10.2514/3.11180
Menter, F. R., Kuntz, M., and Langtry, R., “Ten Years of Industrial Experience with the SST Turbulence Model”, Heat Mass Transf. Vol. 4, No. 1, 625-632, 2003.
ANSYS “CFD EXPERTS Simulate the Future”, 2021.
Gardon, R. and Akfirat, J. C., “Heat Transfer Characteristics of Impinging Two-Dimensional Air Jets”, J. Heat Transfer Vol. 88, No. 1, pp. 101–107, 1966.
Gardon, R. and Akfirat, J. C., “The Role of Turbulence in Determining the Heat-Transfer Characteristics of Impinging jets”, Int. J. Heat Mass Transf. 8, No. 10, pp. 1261-1272, 1965.
خودکامه،, محدثه, دولتی, فرید, امانی فرد, نیما, & عبداله زاده سنگرودی, محمد مهدی. (1402). بررسی عددی خصوصیات جریان و انتقال حرارت روی یک صفحه مسطح تحتتأثیر یک جت برخوردی خود محرک. مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 12(2), 115-130.
MLA
محدثه خودکامه،; فرید دولتی; نیما امانی فرد; محمد مهدی عبداله زاده سنگرودی. "بررسی عددی خصوصیات جریان و انتقال حرارت روی یک صفحه مسطح تحتتأثیر یک جت برخوردی خود محرک". مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 12, 2, 1402, 115-130.
HARVARD
خودکامه،, محدثه, دولتی, فرید, امانی فرد, نیما, عبداله زاده سنگرودی, محمد مهدی. (1402). 'بررسی عددی خصوصیات جریان و انتقال حرارت روی یک صفحه مسطح تحتتأثیر یک جت برخوردی خود محرک', مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 12(2), pp. 115-130.
VANCOUVER
خودکامه،, محدثه, دولتی, فرید, امانی فرد, نیما, عبداله زاده سنگرودی, محمد مهدی. بررسی عددی خصوصیات جریان و انتقال حرارت روی یک صفحه مسطح تحتتأثیر یک جت برخوردی خود محرک. مکانیک سیالات و آیرودینامیک, 1402; 12(2): 115-130.