KFUPM ePrints

Unsteady hydrodynamic forces on spheroidal bodies.

Al-Assar, Rajai Samih (1996) Unsteady hydrodynamic forces on spheroidal bodies. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
4Mb

Arabic Abstract

تعنى هذه الرسالة بدراسة سريان الموانع المتناظر محورياً حول الأجسام المتشكلة نتيجة الدوران المحوري ، فقد تم حل معادلات نافير - ستوكس الثابتة والمتغيرة مع الزمن للموانع غير القابلة للانضغاط . واعتمد الحل على أنظمة المحاور الكروية وشبه الكروية باعتبار عدة أنظمة زمنية للتدفق البعيد عن الجسم الدوراني مع التركيز على الحركة الاهتزازية . إن طريقة الحل المستخدمة تعتبر طريقة شبه تحليلية ، حيث تمت عملية تمديد رياضي لدالتي التدفق والدوران بوساطة دوال ليجندر . وتم بعد ذلك حل المعادلات التفاضلية الناتجة بطريقة عددية . ومن الجدير بالذكر أنه قد تمت مقارنة نتائج هذه الدراسة مع مثيلاتها المنشورة ، وذلك لإثبات كفاءة النموذج الرياضي المطور . وبعد التأكد من كفاءة هذا النموذج عرضت نتائج هذه الدراسة على شكل خواص محددة كمعامل السحب والدوران السطحي وتوزيع الضغط السطحي بالإضافة إلى أنماط خطوط السريان والدوران المتماثل . وأخيراً تم عرض التحليلات المفصلة لطول الدوران الراجع وزاوية الانفصال .

English Abstract

The problem of incompressible axisymmetric flow over spheroidal bodies Is considered. The analysis covers steady and unsteady flows of inviscid and viscous fluids. The spheroidal bodies may take the shape of spheres, oblate or prolate spheroids. The study is based on analytical and numerical solutions of the mass an momentum conservation equations. Euler's equations are solved analytically for the case of inviscid flow while the full Navier-Stokes equations are solved numerically for the case of viscous flow. The study focuses on the time variation of the velocity field as well as the hydrodynamic forces due to free-stream oscillations. The method of solution of the full Navier-Stokes equations combines analytical and numerical techniques where the steam function and vorticity are approximated using Legendre functions whereas the resulting differential equations are solved numerically. The parameters involved in the voscous flow problem are the Reynolds number, strouhal number, and the spheroidal body geometry. The study covers Reynolds numbers in the range from 0.1 to 200 and Strouhal numbers in the range from π / 4 to 2π. Results are presented in terms of the drag coefficient, surface vorticity and surface-pressure distributions, and stream line and equi-vorticity pattersns. Detailed analysis of the velocity field including the wake length and angle of separation is also presented.



Item Type:Thesis (PhD)
Date:December 1996
Date Type:Completion
Subjects:Civil Engineering
Divisions:College Of Engineering Sciences > Civil Engineering Dept
Creators:Al-Assar, Rajai Samih
Committee Advisor:Allayla, Rashid I.
Committee Members:Badr, Hassan M. and Ishaq, Achi M. and Al-Gahtani, Husain J. and Al-Rabeh, Ala H. and Al-Suwaiyan, Mohammad S.
ID Code:9758
Deposited By:KFUPM ePrints Admin
Deposited On:22 Jun 2008 16:48
Last Modified:25 Apr 2011 09:21

Repository Staff Only: item control page