احسان خلیلی دهکردی

تاریخ انتشار : Publish : نسخه قابل چاپ Print

دانشکده مهندسی

گروه آموزشی مهندسی مکانیک

 

جلسه دفاع از پایان‌نامه به عنوان بخشی از فعالیت‌های تحصیلی لازم جهت اخذ درجه دکتری تخصصی (PhD)  در رشته مهندسی مکانیک- گرایش تبدیل انرژی

 


عنوان:


تحلیل هیدرودینامیکی جریان آرام کنترل شونده حول استوانه


 

استاد راهنما:

دکتر محسن گودرزی


 

اساتید ممتحن:

دکتر حسین احمدی کیا

دکتر فرزاد ویسی

دکتر حبیب اله سایه وند

 

 

ارائه دهنده:

احسان خلیلی دهکردی

 


زمان : روز شنبه 23  بهمن 1395 ساعت 17


مکان سالن آمفی تئاتر دانشکده مهندسی   

 

 

چکیده فارسی:

مطالعه جریان آرام روی استوانه از مسائل اساسی در هیدرودینامیک و آئرودینامیک است. پدیده ریزش گردابه عامل مهمی در ایجاد نیروهای دینامیکی و نوسانی روی سازه‌های استوانه‌ای و افزایش یا حتی تشدید ارتعاشات القاشده توسط سیال است. کنترل جریان روی استوانه و به تعویق انداختن جدایش، باعث کوچک شدن ناحیه دنباله و کاهش ریزش گردابه‌ها می‌شود. این امر افزایش عمر سازه را در پی خواهد داشت. در بين روش‌های مختلف کنترل فعال و غیرفعال ریزش گردابه، استفاده از کنترل‌کننده‌های چرخان روشی پركاربرد است. مسأله جریان آرام روی استوانه در حضور دو استوانه کنترل‌کننده چرخان به عنوان کنترل‌کننده‌های فعال مورد بحث قرار گرفته است. هدف اصلی شناخت انواع مکانیسم‌های ریزش گردابه در شرایط مختلف، اثرات تداخلی استوانه اصلی و استوانه‌های چرخان بر یکدیگر بوده است. روش عددی حجم محدود بر اساس الگوریتم سیمپل استفاده شده است. شاخص‌های کاهشی مناسبی برای محاسبه میزان اثربخشی کنترل‌کننده‌ها تعریف و به کار گرفته شده‌اند. ابتدا با انجام یک تحلیل پارامتری تأثیر عوامل مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. نحوه یافتن موقعیت صحیح کنترل‌کننده‌ها، تأثیر جهت و نرخ چرخش، اندازه استوانه کنترل‌کننده به صورت مطالعه پارامتری انجام شده است. سپس فرآیند بهینه‌سازی با کمک روش تاگوچی و با استفاده از ایجاد و آموزش شبکه عصبی مصنوعی انجام  و شرایط بهینه  یافته شده است.  نشان داده شده است که اگر کنترل کننده‌های جریان به صورت بهینه نصب شوند، به دلیل دمش مناسب اندازه حرکت در ناحیه دنباله، الگوی جریان پشت استوانه تغییر اساسی کرده و نوسانات نیروهای برآ و پسای وارد شده بر استوانه اصلی از بین می‌روند. مقدار ضریب پسای استوانه اصلی کاهش مناسبی یافته و ریزش گردابه نیز متوقف شده است. به دلیل تأثیر همزمان استوانه اصلی بر استوانه‌های کنترل‌کننده،  نوسانات ضرایب برآ، پسا و گشتاور استوانه‌های چرخان از بین رفته‌اند.

واژه ­های کلیدی: جریان آرام، استوانه، کنترل‌ جریان، توقف ریزش گردابه، بهینه‌سازی

 


 


چکیده انگلیسی:

The study of laminar flow over a circular cylinder is a basic problem in hydro and aerodynamics. The vortex shedding is a main factor in generating the dynamic and fluctuating forces on circular structures and even increasing and resonating the fluid induced vibrations. Controlling the flow over a circular cylinder and delaying the separation, leads to narrowing the wake region and suppression the vortex shedding. This is an effective way for increasing the lifetime of bluff structures. The problem of laminar flow over a circular cylinder in the presence of two small rotating cylinders, as the flow controllers, has been investigated. The main aim of the present work is the study of different mechanisms of vortex shedding in different conditions of the system, as well as study the interference of main cylinder and rotating controllers on each other. The numerical finite volume method based on the SIMPLE algorithm has been used. Suitable reduction indexes have been defined to quantify the effectiveness of flow controllers. A parametric study has been performed to study the effect of different parameters. The appropriate positioning, effect of rotation direction and rate, the size of flow controllers has been illustrated. Then, with applying the Taguchi method and generating and training a neural network, the process of optimization has been executed. It has been indicated that with the optimum combination of parameters, the flow controllers inject enough momentum into the wake region and the fluctuations of lift and drag forces have been eliminated. The drag coefficient of the main cylinder has been reduced significantly and the vortex shedding suppressed. Also, because of the interaction of the main cylinder on the flow controllers, the variation of the lift, drag and torque coefficients of the flow controllers have been completely reduced.

 

Key Words: Laminar Flow, cylinder, Flow control, Vortex shedding suppression, Optimization

 

 

رزومه :

مقطع تحصیلی

رشته تحصیلی

گرایش

دانشگاه

زمان فارغ التحصیلی

کارشناسی

مهندسی مکانیک

حرارت و سیالات

دانشگاه شهرکرد

1383

کارشناسی ارشد

مهندسی مکانیک

تبدیل انرژی

دانشگاه شهرکرد

1385

دکتری

مهندسی مکانیک

تبدیل انرژی

دانشگاه بوعلی سینا

1395

 

 

 

موضوع

عناوين

محل انتشار

سال انتشار/وضعیت

نویسندگان

کتاب

ترجمه

بالستیک نظامی

دانشگاه صنعتی مالک اشتر تهران

ISBN:978-600-5665-24-6

چاپ شده

1390

احسان خلیلی

 

مقاله

مجله

 

Performance Analysis of a Modified Regenerative Brayton and Inverse Brayton Cycle

ISI

J. Energy

Impact Factor: 4.81

چاپ شده

2014

محسن گودرزی، محسن کیاست، احسان خلیلی

مقاله

مجله

Numerical Analysis of Forced Convection Heat Transfer from Two Tandem Circular Cylinders Embedded in a Porous Medium

ISI

J. Thermal Science

Impact Factor: 1.22

چاپ شده

2015

حبیب اله سایه وند، احسان خلیلی، امیر بصیری پارسا

مقاله

مجله

Geometrical parameter analysis on stabilizing the flow regime over a circular cylinder using two small rotating controllers

ISI

J. Computers &Fluids

Impact Factor: 2.07

چاپ شده

2017

احسان خلیلی، محسن گودرزی

مقاله

مجله

مطالعه عددی جریان آرام عبوری از روی استوانه و کنترل‌کننده‌های چرخان مجاور آن جهت توقف پدیده ریزش گردابه‌ها

علمی و پژوهشی

مهندسی مکانیک

امیر کبیر

چاپ شده

1395

محسن گودرزی، احسان خلیلی

مقاله

کنفرانسی

Numerical study of the unsteady laminar flow passes a circular cylinder using two rotating flow controllers

شانزدهمین کنفرانس بین المللی دینامیک شاره ها

ارائه کامل

1394

احسان خلیلی

محسن گودرزی

مقاله

کنفرانسی

Unsteady 3-D Nanoscale Heat Conduction Due to a Heat Source Using The EPRT

کنفرانس  بین المللی

مکانیک کرمان

ارائه کامل

1387

احسان خلیلی، افراسیاب رئیسی

مقاله

کنفرانسی

Unsteady 3-D Nanoscale Heat Transfer across a Thin Film  Due to a Moving Heat Source

کنفرانس  بین المللی نانوتکنولوژی تبریز

ارائه کامل

1387

احسان خلیلی، افراسیاب رئیسی

 

 

 

سابقه کار:

دارای مجموعا  10 سال سابقه صنعتی در ( انرژی اتمی -سازمان صنایع دفاع- صنایع فولاد کاوه جنوب )