بررسی حرکت جسم جامد در سیال به صورت دوبعدی

در این تحقیق سقوط آزاد جسم استوانه ای در سیال بصورت دوبعدی شبیه سازی استفاده می شود. اعدادرینولدز براساس قطر استوانه و سرعت نهایی جسم تعریف می شود. این شبیه سازی در حوزه جریان آرام قرار می گیرد. جریان سیال با حل معادله ناویر استوکس شبیه سازی می شود.جسم تحت تاثیر نیروهای هیدرو دینامیکی اعمال شده از طرف سیال و نیروهای شناوری و گرانشی وارد بر جسم حرکت داده می شود. معادلات حاکم بر جسم در این شرایط، قانون دوم نیوتن و گشتاور اعمال شده بر جسم ازطرف سیال هستند. هنگامی که عدد رینولدز جریان افزایش می یابد، جسم پنج نوع رژیم جریانی را تجربه میکند که در این پروژه سه رژیم مختلف مورد بررسی قرار می گیرد.اثر متقابل جسم وسیال با روش overset grid دوبعدی اعمال می شود. در ابتدا برای اعتبا رسنجی برنامه، حل جریان عبوری برروی استوانه ساکن درعدد رینولدز 20 حل می شود. درمرحله بعد سقوط آزاد استوانه دایره ای در اعداد رینولدز مختلفی مورد بررسی قرار می گیرد و با نتایج قبلی مقایسه می شود. نتایج بدست آمده در تطابق خوبی با آنها هستند. سپس به شبیه سازی سقوط آزاد استوانه دایروی در حالتی که در ابتدا در مکانی با فاصله y0 از مرکز مورد بررسی قرار گرفت. درمرحله بعد سقوط آزاد جسم استوانه ای با سطح مقطع مستطیلی و مربعی شبیه سازی می شوند.در نهایت از این تحقیق ما به شبیه سازی حرکت سقوط آزاد دو جسم استوانه ای پرداختیم. دراین مورد آرایشهای مختلفی از دو جسم مورد بررسی قرار گرفت. این شبیه سازی در اعداد رینولدز گوناگونی انجام گرفت.پس ازانجام شبیه سازی این نتیجه حاصل شدکه در سقوط آزاد اجسام استوانه ای با اشکال بررسی شده،میزان انحراف زاویه ای استوانه مستطیلی بیش از دو شکل دیگربود.استوانه دایروی تمایل به ماندن در حالت تعادل را در حال سقوط ازخودنشان می دهد.در حالت سقوط دو استوانه مربعی باهم میزان بیشینه انحراف برای آرایش عرضی بدست آمد.