ساخت ريبلت مستطيلي به روش طرح‌نگاري نوري با هدف كاهش پسا

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي مكانيك

كارشناسي ارشد

در دنياي امروز، افزايش كارايي و بهبود سامانه‌هاي آيروديناميكي و كاهش مصرف انرژي، به يكي از چالش‌هاي اصلي مهندسان تبديل شده است. براي حل اين چالش، پژوهش‌هاي متعددي در زمينه بهينه‌سازي جريان سيال و كاهش نيروي پسا انجام شده است. يكي از راهكارهاي نوين در اين حوزه، استفاده از ريبلت‌ها است؛ ساختارهاي ميكروسكوپي الهام‌گرفته از پوست كوسه كه با ايجاد برجستگي‌هاي منظم روي سطوح، موجب بهبود جريان سيال و كاهش مقاومت مي‌شوند. ريبلت‌ها قابليت كاربرد گسترده‌اي در طراحي دستگاه‌هاي متنوع نظير بالواره‌ها، كشتي‌ها و توربين‌ها دارند و مي‌توانند به صورت موثري موجب كاهش مقاومت هوا يا آب و افزايش راندمان انرژي شوند. در اين پژوهش، ريبلت‌هاي مستطيلي با استفاده از روش طرح‌نگاري نوري و نرم با دقت بالا در ابعاد زير 100 ميكرومتر توليد و تأثير آن‌ها بر جريان اطراف بالواره SG6043 بررسي شد. استفاده از طرح‌نگاري به‌دليل امكان ايجاد الگوهاي دقيق و منظم، در توليد اين ساختارها اهميت زيادي دارد. پس از فرايند ساخت، آزمون‌ها در يك تونل دود عمودي كوچك و با سرعت جريان 5/2 متر بر ثانيه انجام شد. بالواره در زواياي حمله مختلف شامل صفر، 5، 6، 10، 12، 15 و 20 درجه قرار گرفت و خطوط جريان با استفاده از دود آشكارسازي شد. در هر زاويه حمله، تصاوير متعددي ثبت و طول ناحيه دنباله جريان اندازه‌گيري شد تا تأثير ريبلت‌ها بر كاهش نيروي پسا به صورت كمي و كيفي مورد بررسي قرار گيرد. نتايج به‌ دست‌آمده نشان داد كه ريبلت‌هاي ساخته‌ شده، عملكرد مناسبي در كاهش ناحيه دنباله جريان داشته‌اند. به‌طور خاص، در زواياي حمله متوسط (10، 12 و 15 درجه)، ريبلت‌ها موجب كاهش نيروي پسا و بهبود جريان سيال شدند. اين در حالي است كه در زواياي حمله پايين (صفر، 5 و 6 درجه)، به دليل تشديد پديده جدايش جريان، اثر منفي مشاهده شد و ناحيه دنباله جريان افزايش يافت. بنابراين، اين پژوهش نشان داد كه تأثير ريبلت‌ها وابسته به زاويه حمله بوده و مي‌تواند در شرايط مختلف متفاوت باشد. بعلاوه، اين تحقيق تأكيد مي‌كند كه طراحي و استفاده دقيق از ريبلت‌ها، مي‌تواند به‌عنوان يك روش كارآمد براي بهبود كارايي آيروديناميكي سامانه‌ها مطرح شود. از اين‌رو، روش طرح‌نگاري به‌دليل دقت بالا و امكان توليد ساختارهاي ميكروسكوپي متنوع، ابزاري مناسب براي تحقيقات بيشتر در اين حوزه است.

233315

ساخت وتوليد

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان