Misaotra anao nitsidika ny Nature.com. Voafetra ny fanohanana ny CSS amin'ny dikan-tranonkala ampiasainao. Ho an'ny traikefa tsara indrindra, manoro hevitra anao izahay hampiasa navigateur nohavaozina (na hamono ny fomba mifanaraka amin'ny Internet Explorer). Mandritra izany fotoana izany, mba hahazoana antoka fa mitohy ny fanohanana, dia hampiseho ny tranonkala tsy misy styles sy JavaScript izahay.
Natao tao anaty fantsona mahitsizoro voasakan'ny tsipika miampita amin'ny tsorakazo boribory mitongilana efatra ny fanandramana. Ny tsindry eo amin'ny velaran'ny tsorakazo afovoany sy ny fihenan'ny tsindry manerana ny fantsona dia norefesina tamin'ny alàlan'ny fanovana ny zoro fironan'ny tsorakazo. Notsapaina ny fivorian'ny tsorakazo telo samy hafa savaivony. Nohadihadiana ny valin'ny fandrefesana amin'ny alàlan'ny fitsipiky ny fiarovana ny hery sy ny fiheverana semi-empirika. Noforonina ny andiana masontsivana tsy miovaova maromaro izay mampifandray ny tsindry amin'ny toerana manan-danja amin'ny rafitra amin'ny refy mampiavaka ny tsorakazo. Hita fa mihatra amin'ny ankamaroan'ny isa Euler izay mampiavaka ny tsindry amin'ny toerana samihafa ny fitsipiky ny fahaleovan-tena, izany hoe raha tsy misy refy ny tsindry amin'ny alàlan'ny vinavina ny hafainganam-pandehan'ny fidirana ara-dalàna amin'ny tsorakazo, dia tsy miankina amin'ny zoro midina ny andiany. Ny fifandraisana semi-empirika vokatr'izany dia azo ampiasaina amin'ny famolavolana hidraolika mitovy.
Maro amin'ireo fitaovana famindrana hafanana sy faobe no ahitana andiana môdioly, fantsona na sela izay andalovan'ny tsiranoka ao anatin'ny rafitra anatiny sarotra toy ny tsorakazo, buffer, inserts, sns. Vao haingana, dia nisy fahalianana vaovao tamin'ny fahazoana fahatakarana tsara kokoa ny mekanisma mampifandray ny fizarana tsindry anatiny sy ny hery amin'ny anatiny sarotra amin'ny fihenan'ny tsindry amin'ny ankapobeny amin'ny môdioly. Ankoatra ny zavatra hafa, io fahalianana io dia nohamafisin'ny fanavaozana eo amin'ny siansa momba ny fitaovana, ny fanitarana ny fahaiza-manao informatika ho an'ny simulation nomerika, ary ny fitomboan'ny fanalefahana ny fitaovana. Ny fanadihadiana andrana vao haingana momba ny fizarana tsindry anatiny sy ny fatiantoka dia ahitana ny fantsona nohavaozina tamin'ny taolan-tehezana isan-karazany 1, ny sela reactor elektrokimia 2, ny faneriterena kapila 3 ary ny fitaovana rafitra lattice 4.
Ny rafitra anatiny mahazatra indrindra dia azo lazaina fa tsorakazo boribory amin'ny alalan'ny môdely, na mifamatotra na mitokana. Ao amin'ny mpanova hafanana, ity firafitra ity dia mahazatra eo amin'ny ilany akorandriaka. Ny fihenan'ny tsindry eo amin'ny ilany akorandriaka dia mifandraika amin'ny famolavolana mpanova hafanana toy ny mpamokatra etona, condensers ary evaporator. Tao anatin'ny fanadihadiana vao haingana, Wang et al. 5 dia nahita ny toetry ny fikorianan'ny fifandraisana sy ny fiaraha-misaraka ao anaty firafitra tandem an'ny tsorakazo. Liu et al. 6 dia nandrefy ny fihenan'ny tsindry amin'ny fantsona mahitsizoro misy fehezam-peo roa sosona miendrika U miaraka amin'ny zoro fironana samihafa ary nanitsy modely nomerika manahaka fehezam-peo misy fitaovana porous.
Araka ny efa nampoizina, misy anton-javatra maromaro momba ny firafitra izay misy fiantraikany amin'ny fahombiazan'ny hidraolika amin'ny banky cylinder: karazana fandaminana (ohatra, staggered na in-line), refy mifandraika (ohatra, pitch, diameter, lava), ary zoro fironana, ankoatra ny hafa. Mpanoratra maromaro no nifantoka tamin'ny fitadiavana fepetra tsy misy refy mba hitarihana ny famolavolana mba handraisana ny fiantraikan'ny masontsivana geometrika. Tao anatin'ny fanadihadiana fanandramana vao haingana, Kim et al. 7 dia nanolotra modely porosity mahomby amin'ny fampiasana ny halavan'ny sela unit ho toy ny masontsivana fanaraha-maso, mampiasa tandem sy staggered arrays ary isa Reynolds eo anelanelan'ny 103 sy 104. Snarski8 dia nandalina ny fomba fiovaovan'ny spectrum herinaratra, avy amin'ny accelerometers sy hydrophones mifamatotra amin'ny cylinder ao anaty tonelina rano, miaraka amin'ny fironana amin'ny lalana mikoriana. Marino et al. 9 dia nandalina ny fizarana tsindry amin'ny rindrina manodidina ny tsorakazo cylinder amin'ny fivezivezen'ny rivotra yaw. Mityakov et al. 10 dia nanao sary ny saha hafainganam-pandeha taorian'ny cylinder yawed tamin'ny fampiasana stereo PIV. Alam et al. 11 no nanao fanadihadiana feno momba ny cylindres tandem, nifantoka tamin'ny fiantraikan'ny isa Reynolds sy ny tahan'ny geometrika amin'ny vortex shedding. Afaka namantatra toetra dimy izy ireo, dia ny hidin-trano, ny hidin-trano miato, ny tsy hidin-trano, ny hidin-trano subharmonic ary ny toetran'ny shear layer reattachment. Ny fanadihadiana ara-nomerika vao haingana dia nanondro ny fiforonan'ny rafitra vortex amin'ny fikorianan'ny rano amin'ny alalan'ny yaw cylindres voafetra.
Amin'ny ankapobeny, ny fahombiazan'ny hidraolika amin'ny sela singa dia antenaina hiankina amin'ny firafitra sy ny jeometrika amin'ny rafitra anatiny, izay matetika refesina amin'ny alàlan'ny fifandraisana empirika amin'ny fandrefesana andrana manokana. Amin'ny fitaovana maro ahitana singa miverimberina, dia averimberina ao amin'ny sela tsirairay ny lamina mikoriana, ary noho izany, ny fampahalalana mifandraika amin'ny sela solontena dia azo ampiasaina hanehoana ny fitondran-tena hidraolika amin'ny ankapobeny amin'ny rafitra amin'ny alàlan'ny modely multiscale. Amin'ireo tranga simetrika ireo, ny haavon'ny manokana izay ampiharina amin'ny fitsipiky ny fiarovana ankapobeny dia matetika azo ahena. Ohatra mahazatra ny equation discharge ho an'ny takelaka orifice 15. Amin'ny tranga manokana amin'ny tsorakazo mitongilana, na amin'ny fikorianan'ny voafetra na misokatra, ny fepetra mahaliana matetika tononina ao amin'ny literatiora ary ampiasain'ny mpamorona dia ny haben'ny hidraolika manjaka (ohatra, ny fihenan'ny tsindry, ny hery, ny fatran'ny vortex shedding, sns.)) amin'ny fifandraisana.) amin'ny singa mikoriana mifanitsy amin'ny axe cylinder. Matetika izany dia antsoina hoe fitsipiky ny fahaleovan-tena ary mihevitra fa ny dinamikan'ny fikorianan'ny rano dia tarihin'ny singa ara-dalàna miditra ary ny fiantraikan'ny singa axial mifanaraka amin'ny axe cylinder dia tsy misy dikany. Na dia tsy misy marimaritra iraisana ao amin'ny literatiora momba ny elanelan'ny maha-azo itokiana an'io fepetra io, amin'ny tranga maro dia manome tombana mahasoa ao anatin'ny tsy fahazoana antoka ara-panandramana mahazatra amin'ny fifandraisana empirika. Ny fanadihadiana vao haingana momba ny maha-ara-dalàna ny fitsipika tsy miankina dia ahitana ny hovitrovitra vokatry ny vortex16 sy ny fisintonana antonony dingana tokana sy dingana roa417.
Ato amin'ity asa ity, aseho ny vokatry ny fandalinana ny tsindry anatiny sy ny fihenan'ny tsindry ao anaty fantsona misy tsipika mitsivalana misy tsorakazo boribory mitongilana efatra. Mandrefy fivorian'ny tsorakazo telo misy savaivony samihafa, manova ny zoro fironana. Ny tanjona ankapobeny dia ny handinika ny fomba ifandraisan'ny fizarana tsindry eo amin'ny velaran'ny tsorakazo amin'ny fihenan'ny tsindry ankapobeny ao amin'ny fantsona. Hadihadiana ny angon-drakitra fanandramana amin'ny fampiharana ny equation Bernoulli sy ny fitsipiky ny fiarovana ny hery mba hanombanana ny maha-ara-dalàna ny fitsipiky ny fahaleovan-tena. Farany, dia noforonina ny fifandraisana semi-empirika tsy misy refy izay azo ampiasaina hamolavola fitaovana hidraolika mitovy amin'izany.
Ny fametrahana andrana dia nahitana fizarana fitsapana mahitsizoro izay nahazo fikorianan'ny rivotra avy amin'ny mpankafy axial. Ny fizarana fitsapana dia misy singa iray misy tsorakazo afovoany roa mifanitsy sy tsorakazo antsasany roa tafiditra ao amin'ny rindrin'ny fantsona, araka ny aseho amin'ny Sary 1e, izay samy mitovy savaivony. Ny sary 1a–e dia mampiseho ny jeometrika sy ny refy amin'ny antsipiriany amin'ny ampahany tsirairay amin'ny fametrahana andrana. Ny sary 3 dia mampiseho ny fametrahana ny dingana.
Fizarana fidirana (halava amin'ny mm). Mamorona b mampiasa Openscad 2021.01, openscad.org. Fizarana fitsapana lehibe (halava amin'ny mm). Noforonina tamin'ny Openscad 2021.01, openscad.org c Fijery miampita ny fizarana fitsapana lehibe (halava amin'ny mm). Noforonina tamin'ny fampiasana Openscad 2021.01, openscad.org d Fizarana fanondranana (halava amin'ny mm). Noforonina tamin'ny Openscad 2021.01, fijery mipoaka ny fizarana fitsapana an'ny openscad.org e. Noforonina tamin'ny Openscad 2021.01, openscad.org.
Andiany telo misy savaivony samihafa no notsapaina. Ny Tabilao 1 dia mitanisa ny toetra ara-jeometrika amin'ny tranga tsirairay. Ireo tehina ireo dia napetraka eo amin'ny protractor mba hahafahan'ny zorony mifandraika amin'ny lalana mikoriana miovaova eo anelanelan'ny 90° sy 30° (Sary 1b sy 3). Ny tehina rehetra dia vita amin'ny vy tsy misy harafesina ary eo afovoany izy ireo mba hitazonana ny elanelana mitovy eo anelanelan'izy ireo. Ny toerana misy ny tehina dia fehezin'ny spacers roa hita any ivelan'ny fizarana fitsapana.
Ny tahan'ny fikorianan'ny rano ao amin'ny fizarana fitsapana dia norefesina tamin'ny alalan'ny venturi voafehy, araka ny aseho amin'ny Sary 2, ary nojerena tamin'ny alalan'ny DP Cell Honeywell SCX. Ny mari-pana ao amin'ny fivoahan'ny fizarana fitsapana dia norefesina tamin'ny alalan'ny termometra PT100 ary nofehezina tamin'ny 45±1°C. Mba hahazoana antoka fa mizara tsara ny hafainganam-pandeha sy hampihenana ny haavon'ny fikorontan-drano eo amin'ny fidirana amin'ny fantsona, dia terena handalo amin'ny alalan'ny arofanina metaly telo ny fikorianan'ny rano miditra. Nampiasaina ny elanelana midina eo amin'ny 4 savaivony hidraolika eo ho eo eo anelanelan'ny arofanina farany sy ny tsorakazo, ary ny halavan'ny fivoahana dia 11 savaivony hidraolika.
Kisarisary kisarisin'ny fantsona Venturi ampiasaina handrefesana ny hafainganam-pandehan'ny fikorianan'ny rano miditra (halavany amin'ny milimetatra). Noforonina tamin'ny Openscad 2021.01, openscad.org.
Araho maso ny tsindry eo amin'ny iray amin'ireo lafiny amin'ny tsorakazo afovoany amin'ny alàlan'ny paompy fanerena 0.5 mm eo afovoan'ny fizarana fitsapana. Ny savaivon'ny paompy dia mifanandrify amin'ny elanelana zoro 5°; noho izany dia eo amin'ny 2° eo ho eo ny fahamarinan'ny zoro. Azo ahodina manodidina ny axe-ny ny tsorakazo arahi-maso, araka ny aseho amin'ny Sary 3. Ny fahasamihafana misy eo amin'ny tsindry ambonin'ny tsorakazo sy ny tsindry eo amin'ny fidirana amin'ny fizarana fitsapana dia refesina amin'ny andian-dahatsoratra DP Cell Honeywell SCX differential. Io fahasamihafan'ny tsindry io dia refesina ho an'ny fandaharana bara tsirairay, ny hafainganam-pandehan'ny fikorianan'ny rano, ny zoro fironana \(\alpha \) ary ny zoro azimuth \(\theta \).
Fikirana mikoriana. Aseho amin'ny loko volondavenona ny rindrin'ny fantsona. Mikoriana avy any ankavia miankavanana ny fikorianana ary voasakan'ny tsorakazo. Mariho fa ny fijery "A" dia mifanitsy amin'ny axe tsorakazo. Ireo tsorakazo ivelany dia tafiditra antsasany ao amin'ny rindrin'ny fantsona ilany. Ampiasaina handrefesana ny zoro fironana \(\alpha \). Noforonina tamin'ny Openscad 2021.01, openscad.org.
Ny tanjon'ny andrana dia ny handrefesana sy handikana ny fihenan'ny tsindry eo amin'ny fidirana amin'ny fantsona sy ny tsindry eo amin'ny velaran'ny tsorakazo afovoany, \(\theta\) sy \(\alpha\) ho an'ny azimuth sy dips samihafa. Raha fintinina ny valiny, ny tsindry samihafa dia haseho amin'ny endrika tsy misy refy toy ny isa Euler:
izay \(\rho \) ny hakitroky ny ranoka, \({u}_{i}\) ny hafainganam-pandeha miditra antonony, \({p}_{i}\) ny tsindry miditra, ary \({p }_{ w}\) ny tsindry amin'ny teboka iray eo amin'ny rindrin'ny tsorakazo. Ny hafainganam-pandeha miditra dia raikitra ao anatin'ny elanelana telo samihafa voafaritry ny fisokafan'ny valva fidirana. Ny hafainganam-pandeha vokatr'izany dia manomboka amin'ny 6 ka hatramin'ny 10 m/s, mifanaraka amin'ny laharan'ny Reynolds amin'ny fantsona, \(Re\equiv {u}_{i}H/\nu \) (izay \(H\) ny haavon'ny fantsona, ary \(\nu \) ny viscosity kinematic) eo anelanelan'ny 40,000 sy 67,000. Ny laharan'ny Reynolds amin'ny tsorakazo (\(Re\equiv {u}_{i}d/\nu \)) dia manomboka amin'ny 2500 ka hatramin'ny 6500. Ny hamafin'ny fihovitrovitra tombanana amin'ny alàlan'ny fivilian-dàlana mahazatra mifandraika amin'ny famantarana voarakitra ao amin'ny venturi dia 5% amin'ny antonony.
Ny Sary 4 dia mampiseho ny fifandraisan'ny \({Eu}_{w}\) amin'ny zoro azimota \(\theta \), izay voafaritra amin'ny zoro telo midina, \(\alpha \) = 30°, 50° ary 70°. Mizara ho grafika telo ny fandrefesana araka ny savaivon'ny tsorakazo. Hita fa ao anatin'ny tsy fahazoana antoka ara-panandramana, ny isa Euler azo dia tsy miankina amin'ny tahan'ny fikorianan'ny rano. Ny fiankinan-doha amin'ny θ amin'ny ankapobeny dia manaraka ny fironana mahazatra amin'ny tsindrin'ny rindrina manodidina ny sakana boribory. Amin'ny zoro miatrika ny fikorianan'ny rano, izany hoe θ avy amin'ny 0 ka hatramin'ny 90°, dia mihena ny tsindrin'ny rindrin'ny tsorakazo, mahatratra ny kely indrindra amin'ny 90°, izay mifanandrify amin'ny elanelana misy eo amin'ny tsorakazo izay misy ny hafainganam-pandeha lehibe indrindra noho ny fetran'ny faritra fikorianan'ny rano. Aorian'izay, misy famerenana ny tsindry θ avy amin'ny 90° ka hatramin'ny 100°, ary aorian'izay dia mijanona ho mitovy ny tsindry noho ny fisarahan'ny sosona sisintany aoriana amin'ny rindrin'ny tsorakazo. Mariho fa tsy misy fiovana eo amin'ny zoro tsindry kely indrindra, izay manondro fa mety hisy fikorontanana avy amin'ny manodidina. Ny sosona fikikisana, toy ny vokatry ny Coanda, dia faharoa.
Fiovaovan'ny isa Euler amin'ny rindrina manodidina ny tsorakazo ho an'ny zoro fironany sy ny savaivony tsorakazo samihafa. Noforonina tamin'ny Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Ao amin'ny manaraka, dia hadihadianay ny valiny mifototra amin'ny fiheverana fa ny isa Euler dia azo tombanana amin'ny alàlan'ny masontsivana geometrika ihany, izany hoe ny tahan'ny halavan'ny endri-javatra \(d/g\) sy \(d/H\) (izay \(H\) ny haavon'ny fantsona) sy ny fironana \(\alpha \). Ny fitsipika azo ampiharina malaza dia milaza fa ny herin'ny firafitry ny ranoka eo amin'ny tsorakazo yaw dia voafaritry ny projection ny hafainganam-pandehan'ny fidirana mifanitsy amin'ny axe tsorakazo, \({u}_{n}={u}_{i}\mathrm {sin} \alpha \). Indraindray izany dia antsoina hoe fitsipiky ny fahaleovan-tena. Ny iray amin'ireo tanjon'ity fanadihadiana manaraka ity dia ny handinika raha mihatra amin'ny tranga misy antsika ity fitsipika ity, izay voafetra ao anatin'ny fantsona mihidy ny fikorianan'ny rano sy ny sakana.
Andeha hojerentsika ny tsindry voarefy eo anoloan'ny velaran'ny tsorakazo eo anelanelany, izany hoe θ = 0. Araka ny fampitoviana an'i Bernoulli, ny tsindry amin'ity toerana ity dia mahafeno ireto manaraka ireto:
izay ny \({u}_{o}\) dia ny hafainganam-pandehan'ny ranoka akaikin'ny rindrin'ny tsorakazo amin'ny θ = 0, ary mihevitra isika fa fatiantoka tsy azo ovaina kely. Mariho fa ny tsindry dinamika dia tsy miankina amin'ny angovo kinetika. Raha foana ny \({u}_{o}\) (izany hoe toe-javatra mihantona), dia tokony ho tafaray ny isa Euler. Na izany aza, azo jerena ao amin'ny Sary 4 fa amin'ny \(\theta =0\) ny vokatra \({Eu}_{w}\) dia akaiky fa tsy mitovy tanteraka amin'io sanda io, indrindra ho an'ny zoro midina lehibe kokoa. Izany dia manondro fa ny hafainganam-pandeha eo amin'ny velaran'ny tsorakazo dia tsy levona amin'ny \(\theta =0\), izay mety ho voasakan'ny fiolahana miakatra amin'ny tsipika courant noforonin'ny fiolahana tsorakazo. Satria voafetra eo amin'ny tampony sy ny faran'ny fizarana fitsapana ny fikorianan'ny rano, ity fiolahana ity dia tokony hamorona fihodinana faharoa, mampitombo ny hafainganam-pandeha axial eo amin'ny farany ambany ary mampihena ny hafainganam-pandeha eo amin'ny tampony. Raha heverina fa ny haben'ny fiolahana etsy ambony dia ny vinavinan'ny hafainganam-pandeha miditra eo amin'ny tahony (izany hoe \({u}_{i}\mathrm{cos}\alpha \)), ny valin'ny isa Euler mifandraika amin'izany dia:
Mampitaha ireo fampitoviana ny Sary 5.(3) Mampiseho fifanarahana tsara amin'ny angon-drakitra fanandramana mifandraika amin'izany izy io. Ny fivilian-dàlana antonony dia 25%, ary ny haavon'ny fahatokisana dia 95%. Mariho fa ny fampitoviana.(3) Mifanaraka amin'ny fitsipiky ny fahaleovantena. Toy izany koa, ny Sary 6 dia mampiseho fa ny isa Euler dia mifanitsy amin'ny tsindry eo amin'ny velaran'ny tsorakazo, \({p}_{180}\), ary eo amin'ny fivoahan'ny fizarana fitsapana, \({p}_{e}\), Manaraka fironana mifanaraka amin'ny \({\mathrm{sin}}^{2}\alpha \) ihany koa. Amin'ireo tranga roa ireo anefa, ny coefficient dia miankina amin'ny savaivony tsorakazo, izay mitombina satria ity farany no mamaritra ny faritra voasakana. Ity endri-javatra ity dia mitovy amin'ny fihenan'ny tsindry amin'ny takelaka orifice, izay mihena ampahany ny fantsona mikoriana amin'ny toerana manokana. Amin'ity fizarana fitsapana ity, ny anjara asan'ny orifice dia tanterahin'ny elanelana misy eo amin'ny tsorakazo. Amin'ity tranga ity, ny tsindry dia mihena be amin'ny throttling ary miverina amin'ny ampahany rehefa mivelatra miverina. Raha heverina ho toy ny sakana perpendicular ny fameperana amin'ny axe-n'ny tsorakazo, ny fihenan'ny tsindry eo amin'ny eo aloha sy aoriana amin'ny tsorakazo dia azo soratana toy ny 18:
izay \({c}_{d}\) dia coefficient drag manazava ny famerenana ny tsindry ampahany eo anelanelan'ny θ = 90° sy θ = 180°, ary \({A}_{m}\) sy \ ({A}_{f}\) dia ny fizarana malalaka farafahakeliny isaky ny halavan'ny singa mifanitsy amin'ny axe rod, ary ny fifandraisany amin'ny savaivony rod dia \({A}_{f}/{A}_{m}=\ ​​Left (g+d\right)/g\). Ireto ny isa Euler mifandraika amin'izany:
Ny laharan'ny Wall Euler amin'ny \(\theta =0\) dia mifandraika amin'ny dip. Ity fiolahana ity dia mifanaraka amin'ny fampitoviana.(3).Noforonina tamin'ny Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Miova ny laharan'ny Wall Euler, ao amin'ny \(\theta =18{0}^{o}\) (famantarana feno) ary fivoahana (famantarana foana) miaraka amin'ny dip. Ireo fiolahana ireo dia mifanaraka amin'ny fitsipiky ny fahaleovantena, izany hoe \(Eu\propto {\mathrm{sin}}^{2}\alpha \).Noforonina tamin'ny Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Ny Sary 7 dia mampiseho ny fiankinan'ny \({Eu}_{0-180}/{\mathrm{sin}}^{2}\alpha \) amin'ny \(d/g\), izay mampiseho ny tsy fiovaovan'ny "extreme Good".(5). Ny "coefficient de drag" azo dia \({c}_{d}=1.28\pm 0.02\) miaraka amin'ny "ambaratonga fahatokisana" 67%. Toy izany koa, io grafika io ihany koa dia mampiseho fa ny fihenan'ny tsindry manontolo eo anelanelan'ny fidirana sy ny fivoahan'ny fizarana fitsapana dia manaraka fironana mitovy, saingy miaraka amin'ny "coefficient" samihafa izay mandinika ny famerenana ny tsindry ao amin'ny toerana aoriana eo anelanelan'ny bara sy ny fivoahan'ny fantsona. Ny "coefficient de drag" mifanaraka amin'izany dia \({c}_{d}=1.00\pm 0.05\) miaraka amin'ny "ambaratonga fahatokisana" 67%.
Ny coefficient fisintonana dia mifandray amin'ny fihenan'ny tsindry eo aloha sy aorian'ny tsorakazo ary ny fihenan'ny tsindry manontolo eo anelanelan'ny fidirana sy ny fivoahan'ny fantsona. Ny faritra volondavenona dia ny tarika fahatokisana 67% ho an'ny fifandraisana. Noforonina tamin'ny Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Ny tsindry farany ambany indrindra \({p}_{90}\) eo amin'ny velaran'ny tsorakazo amin'ny θ = 90° dia mitaky fikirakirana manokana. Araka ny fampitoviana an'i Bernoulli, manaraka ny tsipika herinaratra mandalo ny elanelana misy eo amin'ny bara, ny tsindry eo afovoany\({p}_{g}\) sy ny hafainganam-pandeha\({u}_{g}\) eo amin'ny elanelana misy eo amin'ny bara (mifanindry amin'ny afovoan'ny fantsona) dia mifandray amin'ireto anton-javatra manaraka ireto:
Azo ampifandraisina amin'ny tsindrin'ny velaran'ny tsorakazo amin'ny θ = 90° ny tsindry \({p}_{g}\) amin'ny alàlan'ny fampidirana ny fizarana tsindry eo amin'ny elanelana mampisaraka ny tsorakazo afovoany eo anelanelan'ny afovoany sy ny rindrina (jereo ny Sary 8). Ny fifandanjan'ny hery dia manome 19:
izay ny \(y\) dia ny koordinate ara-dalàna amin'ny velaran'ny tsorakazo avy eo afovoan'ny elanelana misy eo amin'ireo tsorakazo afovoany, ary ny \(K\) dia ny fiolahana amin'ny tsipika mikoriana eo amin'ny toerana \(y\). Ho an'ny fanombanana ara-analytika ny tsindry eo amin'ny velaran'ny tsorakazo, dia mihevitra isika fa mitovy ny \({u}_{g}\) ary ny \(K\left(y\right)\) dia linear. Ireo fiheverana ireo dia nohamarinina tamin'ny kajy nomerika. Eo amin'ny rindrin'ny tsorakazo, ny fiolahana dia faritana amin'ny fizarana ellipse amin'ny tsorakazo amin'ny zoro \(\alpha \), izany hoe \(K\left(g/2\right)=\left(2/d\right){\ mathrm{sin} }^{2}\alpha \) (jereo ny Sary 8). Avy eo, momba ny fiolahana amin'ny streamline izay manjavona amin'ny \(y=0\) noho ny symmetry, ny fiolahana amin'ny koordinate universal \(y\) dia omena amin'ny:
Fijery fizarana miampita, eo anoloana (ankavia) ary ambony (ambany). Noforonina tamin'ny Microsoft Word 2019,
Etsy ankilany, amin'ny alàlan'ny fiarovana ny lanja, ny hafainganam-pandeha antonony amin'ny sehatra mifanitsy amin'ny fikorianan'ny rano eo amin'ny toerana fandrefesana \(\langle {u}_{g}\rangle \) dia mifandray amin'ny hafainganam-pandeha miditra:
izay ny \({A}_{i}\) dia ny velaran'ny fikorianan'ny rano eo amin'ny fidirana amin'ny fantsona ary ny \({A}_{g}\) dia ny velaran'ny fikorianan'ny rano eo amin'ny toerana fandrefesana (jereo ny Sary 8) tsirairay avy amin'ny :
Mariho fa ny \({u}_{g}\) dia tsy mitovy amin'ny \(\langle {u}_{g}\rangle \). Raha ny marina, ny Sary 9 dia mampiseho ny tahan'ny hafainganam-pandeha \({u}_{g}/\langle {u}_{g}\rangle \), izay kajy amin'ny alalan'ny fampitoviana.(10)–(14), aseho araka ny tahan'ny \(d/g\). Na dia eo aza ny tsy fitoviana sasany, dia azo fantarina ny fironana iray, izay tombanana amin'ny alalan'ny polinômia laharana faharoa:
Ny tahan'ny hafainganam-pandeha ambony indrindra\({u}_{g}\) sy ny salan'isa\(\langle {u}_{g}\rangle \) amin'ny fizarana afovoan'ny fantsona\(.\). Ny fiolahana mivaingana sy miendrika teboka dia mifanaraka amin'ny fampitoviana.(5) sy ny elanelan'ny fiovaovan'ny coefficients mifanaraka amin'izany\(\pm 25\%\).Noforonina tamin'ny Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Ny Sary 10 dia mampitaha ny \({Eu}_{90}\) amin'ny valin'ny andrana amin'ny fampitoviana.(16). Ny fivilian-dàlana antonony dia 25%, ary ny haavon'ny fahatokisana dia 95%.
Ny isa Wall Euler ao amin'ny \(\theta ={90}^{o}\). Ity fiolahana ity dia mifanaraka amin'ny fampitoviana.(16).Noforonina tamin'ny Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Azo kajy amin'ny alalan'ny fampidirana ny tsindry eo amin'ny velaran'ny tsorakazo toy izao manaraka izao ny hery madio \({f}_{n}\) miasa eo amin'ny tsorakazo afovoany mifanitsy amin'ny axe-ny:
izay ny koefisialy voalohany dia ny halavan'ny tsorakazo ao anatin'ny fantsona, ary ny fampidirana dia tanterahina eo anelanelan'ny 0 sy 2π.
Ny fihetsehan'ny \({f}_{n}\) amin'ny lalana izoran'ny rano dia tokony hifanaraka amin'ny tsindry eo amin'ny fidirana sy ny fivoahan'ny fantsona, raha tsy hoe mifanitsy amin'ny tsorakazo ny fikikisana ary kely kokoa noho ny tsy fahatomombanan'ny fivoaran'ny fizarana manaraka. Tsy voalanjalanja ny fivezivezen'ny momentum. Noho izany,
Ny Sary 11 dia mampiseho ny grafika misy ireo fampitoviana. (20) dia naneho fifanarahana tsara ho an'ny fepetra fanandramana rehetra. Na izany aza, misy fiviliana kely 8% eo ankavanana, izay azo lazaina sy ampiasaina ho tombana momba ny tsy fifandanjan'ny momentum eo amin'ny fidirana sy ny fivoahan'ny fantsona.
Fifandanjan'ny herin'ny fantsona. Mifanaraka amin'ny fampitoviana ny tsipika. (20). Ny coefficient correlation Pearson dia 0.97. Noforonina tamin'ny Gnuplot 5.4, www.gnuplot.info.
Nanova ny zoro fironan'ny tsorakazo, norefesina ny tsindry eo amin'ny rindrin'ny tsorakazo ary ny fihenan'ny tsindry ao amin'ny fantsona miaraka amin'ny tsipika miampita amin'ireo tsorakazo boribory efatra mitongilana. Notsapaina ireo fivorian'ny tsorakazo telo samy hafa savaivony. Ao amin'ny isan-karazany Reynolds notsapaina, eo anelanelan'ny 2500 sy 6500, ny isan'ny Euler dia tsy miankina amin'ny tahan'ny fikorianan'ny rano. Ny tsindry eo amin'ny velaran'ny tsorakazo afovoany dia manaraka ny fironana mahazatra hita ao amin'ny cylinders, izay ambony indrindra eo anoloana ary kely indrindra eo amin'ny elanelana eo amin'ny ilany ivelany eo anelanelan'ny tsorakazo, miverina amin'ny ilany aoriana noho ny fisarahan'ny sosona sisintany.
Hadihadiana amin'ny alalan'ny fiheverana ny fiarovana ny momentum sy ny fanombanana semi-empirika ny angon-drakitra andrana mba hahitana isa tsy miovaova izay mampifandray ny isa Euler amin'ny refy mampiavaka ny fantsona sy ny tsorakazo. Ny endri-javatra ara-jeometrika rehetra amin'ny fanakanana dia aseho tanteraka amin'ny tahan'ny savaivony sy ny elanelana misy eo amin'ny tsorakazo (lafiny) ary ny haavon'ny fantsona (mitsangana).
Hita fa mihatra amin'ny ankamaroan'ny isa Euler izay mampiavaka ny tsindry amin'ny toerana samihafa ny fitsipiky ny fahaleovan-tena, izany hoe raha tsy misy refy ny tsindry amin'ny fampiasana ny projection ny hafainganam-pandehan'ny fidirana ara-dalàna amin'ny tsorakazo, dia tsy miankina amin'ny zoro midina ny seta. Ho fanampin'izany, ny endri-javatra dia mifandraika amin'ny lanja sy ny herin'ny fikorianan'ny rano. Mifanaraka ny equations conservation ary manohana ny fitsipika empirika etsy ambony. Ny tsindry ambonin'ny tsorakazo eo amin'ny elanelana misy eo amin'ny tsorakazo ihany no mihataka kely amin'io fitsipika io. Ny fifandraisana semi-empirika tsy misy refy dia novokarina izay azo ampiasaina hamolavolana fitaovana hidraolika mitovy. Ity fomba fiasa mahazatra ity dia mifanaraka amin'ny fampiharana mitovy amin'ny equation Bernoulli vao haingana amin'ny hidraolika sy hemodynamics20,21,22,23,24.
Ny valiny tena mahaliana dia avy amin'ny famakafakana ny fihenan'ny tsindry eo amin'ny fidirana sy ny fivoahan'ny fizarana fitsapana. Ao anatin'ny tsy fahazoana antoka ara-panandramana, ny coefficient drag vokarina dia mitovy amin'ny iray, izay manondro ny fisian'ireto masontsivana tsy miovaova manaraka ireto:
Mariho fa ny haben'ny \(\left(d/g+2\right)d/g\) ao amin'ny denominator an'ny equation.(23) no habe ao anaty fononteny ao amin'ny equation.(4), raha tsy izany dia azo kajy amin'ny fizarana kely indrindra sy malalaka mifanitsy amin'ny tsorakazo, \({A}_{m}\) sy \({A}_{f}\). Izany dia manondro fa ny isa Reynolds dia heverina fa hijanona ao anatin'ny elanelan'ny fandalinana ankehitriny (40,000-67,000 ho an'ny fantsona ary 2500-6500 ho an'ny tsorakazo). Zava-dehibe ny manamarika fa raha misy fahasamihafan'ny mari-pana ao anatin'ny fantsona, dia mety hisy fiantraikany amin'ny hakitroky ny ranoka izany. Amin'ity tranga ity, ny fiovan'ny isa Euler dia azo tombanana amin'ny alàlan'ny fampitomboana ny coefficient fanitarana mafana amin'ny fahasamihafan'ny mari-pana ambony indrindra andrasana.
Ruck, S., Köhler, S., Schlindwein, G., ary Arbeiter, F. Fandrefesana ny famindrana hafanana sy ny fihenan'ny tsindry ao anaty lakandrano iray voakiky ny taolan-tehezana samy hafa endrika eo amin'ny rindrina. expert. Heat Transfer 31, 334–354 (2017).
Wu, L., Arenas, L., Graves, J., ary Walsh, F. Famaritana ny sela mikoriana: fanehoana an-tsary ny fikorianan'ny rano, fihenan'ny tsindry, ary fitaterana faobe ao anaty elektrôda roa refy ao anaty fantsona mahitsizoro. J. Electrochemistry. Socialist Party.167, 043505 (2020).
Liu, S., Dou, X., Zeng, Q. & Liu, J. Ireo masontsivana fototra amin'ny fiantraikan'ny Jamin ao amin'ny kapilara misy fizarana tery. J. Gasoline.science.Britain.196, 107635 (2021).