برهم کنش میان سیال و سازه ( به انگلیسی: Fluid–Structure Interaction ) ( به اختصار FSI ) به مطالعه برهم کنش میان برخی از سازه های متحرک یا تغییرشکل پذیر با جریان سیال داخلی یا حول آن جسم می پردازد. برهم کنش میان سیال و سازه به صورت پایدار و به صورت ارتعاشی مورد مطالعه قرار می گیرد. در برهم کنش ارتعاشی، کرنش شکل گرفته در سازه جامد به گونه ای سازه را وادار به حرکت و تغییرشکل می کند که تصور می شود منبع ایجاد کرنش در حال کاهش است و سازه دوباره به شکل اولیه خود بازمی گردد ( در واقع ماهیت پدیده های ارتعاشی در برهم کنش میان سازه و سیال به صورت الگوی تکرارشونده ای است ) .
درنظر گرفتن برهم کنش میان سازه و سیال از جمله مهم ترین ملاحظات در طراحی بسیاری از سیستم های مهندسی نظیر هواپیماها، موتورها و پل ها است. چشم پوشی از این برهم کنش به ویژه در وضعیت ارتعاشی آن عواقب ویرانگری به دنبال خواهد داشت. این وضع وقتی تشدید می شود که مصالح به کار رفته در سازه از منظر خستگی مکانیکی نیز آسیب پذیر باشند.
فاجعه پل تاکوما در ایالت واشینگتن آمریکا که در سال ۱۹۴۰ رخ داد بارزترین نمونه از نتایج عدم رعایت برهم کنش های میان سازه و جریان سیال به شمار می رود؛ در ابتدا دلیل اصلی این فاجعه عدم توجه به تشکیل «خیابان گردابه های فون کارمن» ناشی از جریان هوا حول پل و در نظر نگرفتن برابری فرکانس نوسانات این گردابه ها با فرکانس طبیعی پیچشی سازه عنوان می شد، اما بعدها مشخص شد که پدیده برهم کنشی دیگری به نام «هواکشسانی بال پرنده» ( aeroelastic flutter ) دلیل اصلی ریزش پل بوده است ( در بخش بعدی توضیحات بیش تری راجع به این مورد آمده است ) . به هر روی هر دوی این پدیده ها در قلمرو برهم کنش میان سازه و سیال جای می گیرند و عدم رعایت آن ها در هنگام طراحی سازه های عظیمی هم چون پل نتایج تلخ و جبران ناپذیری به دنبال خواهد داشت.
شاید اگر تجربه سفر هوایی و نشستن کنار پنجره ای نزدیک به بال هواپیما را داشته باشید متوجه اندک نوسانات بال هواپیما در حین حرکت شده باشید. این رفتارها ناشی از این واقعیت است که بال های هواپیماها، اجسامی کاملاً صلب نیستند و در صورت رویارویی با نیروهای آیرودینامیکی در سرعت های بالا دچار ارتعاش و نوسان می شوند. این پدیده از چندین منظر می تواند آثار منفی داشته باشد؛ باعث کاهش عمر مفید اجزا و بروز خستگی در بال و بدنه هواپیما می شود، به مرور زمان اتصالات بال و بدنه روی به باز شدن می آورند، مصرف سوخت افزایش پیدا می کند و از همه مهم تر احساس ناامنی و اضطراب شدیدی به مسافران القا می شود.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفدرنظر گرفتن برهم کنش میان سازه و سیال از جمله مهم ترین ملاحظات در طراحی بسیاری از سیستم های مهندسی نظیر هواپیماها، موتورها و پل ها است. چشم پوشی از این برهم کنش به ویژه در وضعیت ارتعاشی آن عواقب ویرانگری به دنبال خواهد داشت. این وضع وقتی تشدید می شود که مصالح به کار رفته در سازه از منظر خستگی مکانیکی نیز آسیب پذیر باشند.
فاجعه پل تاکوما در ایالت واشینگتن آمریکا که در سال ۱۹۴۰ رخ داد بارزترین نمونه از نتایج عدم رعایت برهم کنش های میان سازه و جریان سیال به شمار می رود؛ در ابتدا دلیل اصلی این فاجعه عدم توجه به تشکیل «خیابان گردابه های فون کارمن» ناشی از جریان هوا حول پل و در نظر نگرفتن برابری فرکانس نوسانات این گردابه ها با فرکانس طبیعی پیچشی سازه عنوان می شد، اما بعدها مشخص شد که پدیده برهم کنشی دیگری به نام «هواکشسانی بال پرنده» ( aeroelastic flutter ) دلیل اصلی ریزش پل بوده است ( در بخش بعدی توضیحات بیش تری راجع به این مورد آمده است ) . به هر روی هر دوی این پدیده ها در قلمرو برهم کنش میان سازه و سیال جای می گیرند و عدم رعایت آن ها در هنگام طراحی سازه های عظیمی هم چون پل نتایج تلخ و جبران ناپذیری به دنبال خواهد داشت.
شاید اگر تجربه سفر هوایی و نشستن کنار پنجره ای نزدیک به بال هواپیما را داشته باشید متوجه اندک نوسانات بال هواپیما در حین حرکت شده باشید. این رفتارها ناشی از این واقعیت است که بال های هواپیماها، اجسامی کاملاً صلب نیستند و در صورت رویارویی با نیروهای آیرودینامیکی در سرعت های بالا دچار ارتعاش و نوسان می شوند. این پدیده از چندین منظر می تواند آثار منفی داشته باشد؛ باعث کاهش عمر مفید اجزا و بروز خستگی در بال و بدنه هواپیما می شود، به مرور زمان اتصالات بال و بدنه روی به باز شدن می آورند، مصرف سوخت افزایش پیدا می کند و از همه مهم تر احساس ناامنی و اضطراب شدیدی به مسافران القا می شود.
