مکانیک هوا فضا
سال:1389 | دوره:6 | شماره:1 (پیاپی 19) (سیالات و آیرودینامیک) |تعداد مقالات:8

در این تحقیق، جریان درون کمپرسور گریز از مرکز یک توربو شارژر با جزییات کامل جریان بین پره ها، دیفیوزر و محفظه حلزونی شبیه سازی عددی شده و عملکرد سیستم بدست آمده است. در شبیه سازی مناطق دوار از روش پایا-نیمه پایای دستگاه مختصات دوار چند چرخشی استفاده شده است. سازگاری مناسبی در مقایسه منحنی عملکردی ناشی از شبیه سازی عددی با نتایج آزمایشگاهی که توسط همین نویسندگان اندازه گیری شده، دیده می شود و این موضوع به توانایی روش های عددی استفاده شده در شبیه سازی جریانات پیچیده، همچون توربو ماشین ها، دلالت دارد. نتایج بر وجود جریانات ثانویه و برگشتی بین پره ها دلالت می کند. همچنین، شکل محفظه حلزونی و محل زبانه آن تاثیر زیادی بر مقدار افزایش فشار کمپرسور داشته و باعث اغتشاشاتی در جریان خروجی از پره ها می شود.

در این مقاله، شبیه سازی جریان ابرصوتی حول دماغه با حل معادلات ناویر-استوکس به صورت عددی انجام گرفته است. با توجه به اینکه حل این معادلات به فرم کامل به حافظه و زمان زیاد رایانه نیاز دارد، در بیشتر موارد از فرم ساده شده آنها استفاده می شود. در این بررسی، محاسبه مشخصات جریان ابرصوتی، همچون گرمایش آیرودینامیکی و اصطکاک پوسته ای سطح حول بدنه های سرپخ و نوک تیز، به وسیله حل کامل معادلات لایه مرزی تراکم پذیر در رژیم های آرام، گذرا و آشفته انجام شده است. تعیین میزان گرمایش حرارتی اعمالی روی سطح به واسطه حل کامل میدان های جریان غیرلزج و لزج بعد از موج ضربه ای جلو دماغه جسم امکان پذیر است. ابتدا، جریان غیر لزج در لایه شوک حول جسم حل شده و سپس با استفاده از نتایج آن خواص لبه لایه مرزی و همچنین خطوط جریان روی سطح محاسبه شده است. برای حل معادلات متوسط گیری شده، مدل های آشفتگی دولایه ای به کار رفته است. معادلات به وسیله تبدیل لوی-لیز به مختصات شامل خطوط جریان منتقل شده و سپس با توجه به طبیعت سهموی آنان به صورت قدم به قدم حل شده اند. حل عددی معادلات به روش تفاضل محدود سه نقطه ای ضمنی انجام گرفته است. نتایج حاصل از شبیه سازی عددی با نتایج تجربی و عددی دیگران مورد مقایسه قرار گرفته که تطابق خوبی را نشان می دهند.

در مدل پیوسته کلاسیک با فرض داشتن میدان سرعت می توان یک مساله را کاملا توصیف کرد، در حالی که این توصیف برای تحلیل پدیده های پیچیده مناسب نمی باشد. از طرفی، با توجه به رفتار غیر نیوتنی خون، به نظر می رسد استفاده از تئوری سیالات ریز قطبی مبتنی بر مدل محیط پیوسته کسرات برای بررسی جریان ضربانی خون منطقی باشد. هدف از ارایه این مقاله بدست آوردن میدان سرعت تحلیلی برای مقایسه با میدان سرعت تجربی مناسب در آینده است. در این مقاله، مقایسه ای بین نتایج حاصل از دو مدل کلاسیک و کسرات با توجه به شرط چرخش روی دیواره انجام شده است. با استفاده از تبدیلات هانکل و لاپلاس توانستیم جریان ضربانی سیال کسرات را نیز بصورت تحلیلی و دقیق حل کنیم.

در این مقاله، روش حجم محدود-بولتزمن شبکه ای برای جریان و انتقال حرارت در سیال تراکم ناپذیر توسعه داده شده است. برای حل میدان دما از تابع توزیع دوگانه بولتزمن استفاده شده است. دو ضریب تصحیح مرتبه دو برای محاسبه شار بر اساس فشار و دما در مرز سلول ها در روش بولتزمن شبکه ای و تلفیق آن با روش حجم محدود ارایه گردیده که به صورت قابل توجهی باعث افزایش سرعت همگرایی و کاهش تعداد تکرار حل عددی شده و امکان تحلیل عددی جریان و انتقال گرما را برای عدد رینولدزهای بالاتر با روش بولتزمن شبکه ای میسر ساخته است. شرایط مرزی مناسبی برای مرزهای ورودی، خروجی و دیواره بر اساس نظریه بولتزمن شبکه ای و سازگار با گسسته سازی معادلات به روش حجم محدود استفاده شده و برای شرایط مرزی دما و شار گرمایی روش تجزیه معادله توزیع انرژی به بخش های تعادلی و غیر تعادلی استفاده گردیده که بخش غیر تعادلی آن با استفاده از گره های مجاور برونیابی شده است. جریان در پله وارون و جریان اطراف استوانه در داخل کانال و انتقال گرما در پله وارون با مانع استوانه ای و بدون آن از موارد مطالعه شده در ارزیابی دقت محاسبات عددی در کار حاضر می باشد.

در این تحقیق، حل تحلیلی برای جریان سیال مرتبه دو در یک لوله خمیده ارایه شده است. در این راستا از روش حساب اختلالات برای تحلیل میدان جریان استفاده شده و برخلاف تحقیقات پیشین، جملات سری های حساب اختلالات تا مرتبه دو محاسبه شده اند. در ضمن، رابطه تحلیلی برای دبی جریان ارایه شده و سرعت محوری، جریان های ثانویه و مولفه های میدان تنش به شکل دقیقی محاسبه شده اند. همچنین، بر اساس حل ارایه شده برای سیال مرتبه دو در تحقیق حاضر و نیز برای سیال فوق همرفتی ماکسول در تحقیقات پیشین، اثر دو ثابت زمانی رهایی از تغییر شکل و رهایی از تنش سیال ویسکوالاستیک بر جریان در لوله های خمیده بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که افزایش زمان رهایی از تغییر شکل و زمان رهایی از تنش سیال ویسکوالاستیک به ترتیب به افزایش و کاهش دبی جریان منجر می شود که این امر از جمله مهم ترین نوآوری های تحقیق حاضر می باشد.

تداخل جریان دنباله سیال میان دو یا چند جسم را می توان در کاربردهای صنعتی زیادی از قبیل صنایع هوافضا و فن های خنک کننده مشاهده نمود. در این مقاله، میدان سرعت و آشفتگی دنباله نزدیک ایرفویل به همراه یک استوانه در پشت آن به وسیله جریان سنج سیم داغ بررسی شده است. پارامترهای اساسی این تحقیق فاصله استوانه از ایرفویل در راستای افقی و عمودی و عدد رینولدز جریان است. مدل سازی بر اساس نسبت قطر استوانه به طول وتر ایرفویل(d/c) ، محل قرارگیری آن و عدد رینولدز 14.300 بر اساس قطر استوانه در تونل باد با مقطع آزمایش305×305 mm2  انجام گرفته است. با توجه به فرکانس گردابه ها، فرکانس داده برداری  2KHzمنظور شده است. نتایج به صورت نمودار شدت نوسانات سرعت، مولفه های تنش رینولدز و فرکانس گردابه ها در ناحیه دنباله نزدیک ارایه شده اند. همچنین، شدت آشفتگی تولید شده در محدوده دنباله نزدیک استوانه بررسی شده است. فرکانس گردابه ها با برخی داده های موجود مقایسه شده و از دقت کافی برخوردار است.

در این پژوهش، به بررسی رفتار و مشخصه های جریان در اطراف یک سیلندر مثلثی با استفاده از روش های تجربی و عددی پرداخته شده است. بدین منظور، یک استوانه با سطح مقطع مثلث متساوی الاضلاع از جنس پلکسی گلاس در تونل باد تحت اعداد رینولدز و زوایای حمله مختلف مورد آزمایش قرار گرفته و با استفاده از تکنیک های موجود، به بررسی مشخصه های جریان و ضرایب پسای این مدل در حالات مختلف پرداخته شده است. به منظور اندازه گیری سرعت و شدت اغتشاشات، از دستگاه جریان سنج سیم داغ به همراه یک پراب سه بعدی استفاده شده است. مقایسه نتایج تجربی و عددی بدست آمده با نتایج دیگران دقت قابل قبولی را نشان می دهد.