Visualisation de l'écoulement après un corps non profilé
Source : Ricardo Mejia-Alvarez, Hussam Hikmat Jabbar et Mahmoud N. Abdullatif, département de génie mécanique, Michigan State University, East Lansing, MI
En raison du caractère non linéaire de ses lois dirigeants, un mouvement fluide induit des écoulements complexes. Comprendre la nature de ces modèles a fait l’objet d’un examen approfondi pendant des siècles. Bien que les ordinateurs personnels et les superordinateurs sont largement utilisés pour déduire des modèles d’écoulement de fluide, leurs capacités sont encore insuffisantes pour déterminer la viscosimétrie exacte pour des géométries complexes ou hautement inertiels flux (par exemple quelle impulsion domine résistance visqueuse). Dans cette optique, une multitude de techniques expérimentales pour faire flux motifs évidents ont été mis au point qui peut atteindre le débit outils inaccessibles aux théorique et computationnelle des régimes et des géométries.
Cette démonstration étudiera l’écoulement du fluide autour d’un corps de bluff. Un corps de bluff est un objet que, grâce à sa forme, causes séparé des flux sur la majeure partie de sa surface. Cette méthode diffère un corps profilé, comme une surface portante, qui est aligné dans le flux et provoque la séparation de l’écoulement. Le but de cette étude est d’utiliser les bulles d’hydrogène comme une méthode de visualisation des modèles d’écoulement. Les bulles d’hydrogène sont produits par électrolyse en utilisant une source d’alimentation CC en immergeant ses électrodes dans l’eau. Bulles d’hydrogène sont forment dans l’électrode négative, qui doit être un fil très fin pour que les bulles restent petits et suivre le mouvement du fluide plus efficacement. Cette méthode convient pour des écoulements laminaires stables et instables et est basée sur les lignes de flux de base qui décrivent la nature de l’écoulement autour des objets. [1-3]
Cet article se concentre sur la description de la mise en oeuvre de la technique, y compris des détails sur l’équipement et son installation. Ensuite, la technique est utilisée pour démontrer l’utilisation de deux des lignes de flux essentiel pour caractériser l’écoulement autour d’un cylindre circulaire. Ces lignes de flux sont utilisées pour estimer certains paramètres de débit importantes comme la vitesse d’écoulement et le nombre de Reynolds et de déterminer les modes d’écoulement.
1. pour produire une feuille continue de bulles :
- Réglez l’appareil conformément au schéma électrique illustré à la Figure 3.
- Difficulté de l’électrode positive dans l’eau à l’extrémité aval de la section d’essai (pour référence, voir Figure 4 ).
- Fixer l’électrode négative en amont et près du point d’intérêt de libérer les bulles dans le flux avant que le débit atteint l’objet d’étude (pour référence, voir Figur
La figure 2 montre les deux résultats représentatifs de visualisation de bulles d’hydrogène d’un vortex de Von Kármàn rue. Figure 2 (A) montre un exemple d’un champ de streaklines comme en témoigne par des perturbations dans la feuille de bulles d’hydrogène. Cette image est utilisée pour extraire le diamètre de la tige en unités de machine. Figure 2 (B) montre un exemple d’un cham...
Dans cette étude, l’utilisation de bulles d’hydrogène a été démontrée pour extraire des informations qualitatives et quantitatives d’images de l’écoulement autour d’un cylindre circulaire. Les informations quantitatives extraites de ces expériences inclus la vitesse d’écoulement libre (
), fréquence de délestage de vortex (
), le nombre de Reynolds (Re) et le nombre de Strouhal (St). En particulier, le...
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). Ceci génère un 0 V - 5 signal carré V qui active le relais à semi-conducteurs (fermeture du circuit) en position haute et il ouvre en position basse
, à l’aide d’un pied à coulisse. Utilisez les unités S.I. pour cette mesure (m).
(points ou pixels, en fonction du format)
(points ou pixels).
.
.
m2/s).
) mesurée à l’étape 3.1, la vitesse d’approche (
, traversant la référence pendant une période définie de temps 
. Un vortex cycle de délestage est illustré à la Figure 2(A).
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