مکانیک هوا فضا
سال:1386 | دوره:3 | شماره:4 |تعداد مقالات:7

برنامه تولید شبکه با سازمان چند بلوکی MBTLNS برای شبیه سازی جریان پایای فرا صوتی آشفته حول اجسام مدور (به انضمام ناحیه پشت) تدوین شده است. در این مقاله، این برنامه با الحاق روش استفاده مرکب از حل معادلات لایه نازک و سهموی ناویرـ استوکس توسعه یافته است. شبکه مرزی بین بلوک ها از نوع وصله ای انطباقی است. حل عددی معادلات به روش ضمنی تفاضل محدود و مرکزی بیم- وارمینگ صورت گرفته و آشفتگی جریان با استفاده از مدل جبری دو لایه ای بالدوین- لومکس مدل سازی شده است. الگوریتم حل جامع میدان جریان ساده و روان و سریع است. جریان در بلوک اول (بالادست دماغه) با استفاده از معادلات TLNS و سپس در بلوک مستقر در ناحیه طویل بدنه با حل معادلات PNS و در سایر بلوک های انتهای بدنه تا پشت جسم مجددا با حل معادلات TLNS به طور مکرر جاروب می شود. نتایج و سرعت محاسبات نرم افزار جدید (MBPTLNS) با سایر نتایج عددی و نیز با آزمایش های تجربی مقایسه شده که نشانگر دقت و سرعت مطلوب است.

در این پژوهش، دنباله نزدیک در پشت یک استوانه چهارگوش با استفاده از تکنیک سرعت سنج سیم داغ به صورت دو بعدی تجزیه و تحلیل شده است. مولفه های نوسانی و متوسط زمانی سرعت جریان در دنباله استوانه هایی که دارای نسبت پهنا به ارتفاع های متفاوتی می باشند، اندازه گیری شده است. اندازه گیری ها در یک تونل باد سرعت پایین انجام گرفته است. آنالیز طیفی سیگنال های سرعت صورت گرفته و نمودار سیگنال های ثبت شده و نمودارهای طیف قدرتی (عدد استروهال) در دو عدد رینولدز متفاوت نشان داده شده اند. نتایج نشان می دهند که شدت آشفتگی در دنباله جریان با افزایش نسبت پهنا به ارتفاع استوانه کاهش می یابد. همچنین، روند تغییرات مشخصه های سرعت جریان با تغییر نسبت پهنا به ارتفاع در یک مقطع مشخص بحث شده است. تحلیل طیفی جریان نشان می دهد که در اعداد رینولدز بالا، عدد استروهال تقریبا ثابت باقی می ماند. نتایج به دست آمده با نتایج معتبر موجود مقایسه شده که توافق نزدیکی را نشان می دهد.

مطالعه حاضر به بررسی تجربی افزایش انتقال حرارت توسط نوارهای پیچیده شده داخل یک اواپراتور و تاثیر همزمان آنها بر میزان افزایش افت فشار جوششی مبرد 134a-R می پردازد. هدف از این آزمایش رسیدن به بالاترین میزان انتقال حرارت و کمترین میزان افت فشار به طور همزمان است. دستگاه مورد استفاده در این بررسی سیستم تبرید تراکمی بخار مجهز به کلیه وسایل اندازه گیری مورد نیاز، مانند ترموکوپل، فشار سنج و دستگاه اندازه گیری افت فشار، می باشد. این سیستم شامل سه اواپراتور گرم شونده با هیتر الکتریکی است که به ترتیب اواپراتور اولیه، تست اواپراتور و اواپراتور ثانویه نامیده می شوند. در این مطالعه، داده های تجربی برای لوله های صاف و لوله های با نوار پیچیده شده با چهار نسبت پیچش متفاوت (6، 9، 12 و 15) جمع آوری گردید. پس از جمع آوری کلیه داده ها و بررسی آن ها مشاهده شد که نوارهای پیچیده شده از داخل در بهترین حالت (نسبت پیچش 6) میزان انتقال حرارت را تا 68% افزایش داده و میزان افت فشار را نیز در بدترین حالت (نسبت پیچش 6) تا 180% افزایش می دهند. همچنین، مشاهده شد که بین نوارهای با نسبت پیچش های مختلف، نوار با نسبت پیچش 12 در سرعت های جرمی پایین و نوار با نسبت پیچش 9 در سرعت های جرمی بالا عملکرد بهتری نسبت به دیگر نوارها دارد.

در این بررسی، تولید و انتشار امواج صوتی در اعداد ماخ پایین (مادون صوت) به صورت عددی تحلیل شده است. از آنجایی که یکی از مسایل مهم در طراحی موتورهای هواپیما، کاهش میزان آلودگی صوتی آنهاست، پیش بینی دقیق رفتار صوتی وسایل پرنده از اهمیت بالایی برخوردار است. هدف از تحلیل انجام شده، مدلسازی صدای حاصل از یک نشتی (که به صورت جت آزاد در نظر گرفته شده است) می باشد. اساس کار بر پایه روش هیبرید است که بدین منظور از مدل آشفتگی تنش های رینولدز برای حل میدان جریان و از آنالوژی لایت هیل به منظور شبیه سازی میدان آکوستیکی استفاده شده است. به منظور محاسبه مقادیر سرعت های لحظه ای در معادله لایت هیل، روش C.F.W.N. به کار گرفته شده است. در نهایت، پروفیل های سطح فشار صوت در راستاهای محوری و عرضی میدان جریان برای مقایسه ترسیم شده است. مقایسه نتایج با مقادیر عددی موجود در مراجع معتبر دیگر تطابق خوبی را نشان می دهد.

پیش چرخش اغلب در سیستم های خنک کاری داخلی توربین های گازی برای کاهش دمای نسبی هوای خنک کننده نسبت به پره های چرخنده توربین استفاده می شود. در سیستم "انتقال مستقیم" هوا فاصله محوری بین نازل های پیش– چرخش روی دیسک ثابت و حفره های هوای خنک کن پره ها قرار گرفته روی دیسک چرخان را به طور مستقیم طی می کند. در این مقاله، اثر شرایط جریان ورودی و سرعت دورانی روی جریان سیال و انتقال حرارت درون چنین محفظه ای بررسی شده است. در این بررسی، از یک مدل ساده شده عددی برای جریان تراکم ناپذیر و پایدار آشفته استفاده شده است. مدل ذکر شده بر پایه یک برنامه رایانه ای توسعه داده شده توسط نویسنده است. نتایج عددی حاصل برای سرعت مماسی و عدد ناسلت با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده اند. نتایج عددی نشان دهنده اتلافی چشم گیر در اثر اختلاط در ورودی است. این اتلاف باعث کاهش ضریب پیش- چرخش موثر در ورودی می شود. تغییرات مقادیر عددی سرعت مماسی بین شعاع ورودی و خروجی نشان رفتار جریان ورتکس آزاد است. معمولا مقادیر تجربی و عددی مولفه های سرعت هم خوانی خوبی را نشان می دهند. در ضمن، مقادیر تجربی رفتار جریان ورتکس آزاد را با شدت کمتری نشان می دهند. همچنین، مقادیر تجربی و عددی برای عدد ناسلت هم خوانی کمتری را نشان می دهند، هر چند نتایج عددی و تجربی رفتار یکسانی را در اثر تغییرات ضرایب موثر جریان نشان می دهند.

بادهای عرضی معمولا هم جریان هوا و هم میزان مقاومت در مقابل هوای ورودی به برج های خنک کن را تحت تاثیر قرار می دهند. این موضوع سبب می شود که در داخل برج مناطقی با درجه حرارت بالا پدید آید و در نتیجه عملکرد کل نیروگاه افت پیدا کند. وسایل بهبود دهنده، مانند دیوارهای بادشکن جهت بهبود عملکرد این برج ها و در نتیجه عملکرد کل نیروگاه مورد استفاده قرار گرفته است. در تحقیق تجربی حاضر اثر این تجهیزات بهبود دهنده روی عملکرد یک مدل ایزوترمال با مقیاس 0.001 از یک برج خنک کن تر یک نیروگاه 600 مگاواتی بر افت فشار دینامیک و فشار کل مورد ارزیابی قرار می گیرد. ضریب افت فشار بی بعد در برج به عنوان یک شاخص عملکرد برج تعریف شده که نسبت افت فشار کل در ناحیه مبدل حرارتی برج (شامل ناحیه باران و مبدل) به فشار دینامیکی برج است. بیش از بیست و سه دیوار بهبود دهنده طراحی و ساخته شده و تاثیر آنها روی ضریب افت فشار مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به صورت افزایش درصد در عملکرد برج برحسب نسبت سرعت باد (Vr) ترسیم شده است. ضریب افت فشار، وقتی که دیوار بادشکن وجود ندارد، بعنوان شرایط مبنا در نظر گرفته شده و بهبود عملکرد با آن مقایسه شده است. بیش از 33% بهبود عملکرد در این تحقیق بواسطه استفاده از دیوارهای بادشکن مشاهده شده است. همچنین، سه آرایش برتر دیوار در این تحقیق انتخاب شده است.

در این مقاله، پدیده کمانه کردن پرتابه های میله ای بلند از جنس تنگستن در برخورد با اهداف مایل فلزی به وسیله دو روش المان محدود صریح: لاگرانژ و هیدرودینامیک مولکولی، مورد بررسی قرار گرفته است. زاویه بحرانی کمانه کردن به دست آمده از هر دو روش نشان می دهند که با افزایش سرعت برخورد یا افزایش مقاومت ماده هدف زاویه بحرانی کمانه کردن افزایش می یابد. نتایج حاصل از دو روش فوق با نتایج مدل های تحلیلی و تجربی مقایسه شده اند. در زوایایی از برخورد که پرتابه تنها کمانه می کند، هر دو روش لاگرانژ و هیدرودینامیک مولکولی نتیجه تقریبا یکسانی می دهند، ولی در زوایای نزدیکتر به زاویه بحرانی، کمانه کردن که پرتابه شروع به زخمی نمودن هدف می نماید، روش هیدرودینامیک مولکولی نتایج بهتری نسبت به روش لاگرانژ می دهد. یکی دیگر از مزایای روش هیدرودینامیک مولکولی نسبت به لاگرانژ این است که از اصل فرسایش پیروی نمی کند. لذا، قانون بقای جرم در حل مساله کاملا ارضا می شود. در نتیجه، روش هیدرودینامیک مولکولی در شبیه سازی برخورد پرتابه های میله ای بلند با اهداف مایل نتایج دقیقتری نسبت به روش لاگرانژ می دهد.