مکانیک سیالات و آیرودینامیک
سال:1397 | دوره:7 | شماره:1 |تعداد مقالات:6

هدف این پژوهش مدلسازی انتقال حرارت جابجایی نانوسیالات در جریان آشفته داخل یک لوله دایرهای با شرایط مرزی دما ثابت و شار حرارتی ثابت است. این مدلسازی با روش شبکه عصبی مصنوعی انجام شده است. تعداد 610 داده از نتایج مطالعات محققان مختلف جمعآوری شده و برای آموزش شبکه عصبی مورد استفاده قرار گرفته است. نانوذراتی که در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته اند عبارتند از Al2O3، TiO2، Graphene، SiC، CuO، SiO2، Fe3O4 و Cu که سیال پایه در تمام این موارد آب است. این شبکه دارای شش ورودی است که عبارتند از چگالی نانوذره، اندازه نانوذره، غلظت نانوذره، عدد رینولدز جریان، نوع شرایط مرزی شار-ثابت یا دما-ثابت و با توجه به نوع مسئله مقدار شار ثابت دیواره یا دمای ثابت آن است. همچنین، خروجی شبکه عصبی طراحی شده عدد ناسلت جریان نانوسیال است. از مقایسه نتایج این مدل شبکه عصبی با نتایج پژوهشهای گذشته مشاهده میشود که مدل شبکه عصبی پیشنهاد شده تطابق بسیار خوبی با نتایج حاصل از پژوهشهای آنها دارد. در این پژوهش، برای انتخاب پیکربندی مناسب شبکه عصبی، 400 پیکربندی مختلف مورد بررسی قرار گرفت که از میان آنها شبکه عصبی با بالاترین میزان دقت تخمین و با 9998/0=R2 انتخاب شد.

در این تحقیق یک مدل شبکه بولتزمن با هدف شبیهسازی جریان جابجایی آزاد بهکمک فیلتراسیون فشار معرفی میشود. سیال در نزدیکی نقطه فوق بحرانی بهشدت تراکمپذیر و البته در محیط ریزگرانش تحت شرایط ماخ پایین جریان دارد. در این پژوهش، الگوریتمی بر پایه فیلتراسیون فشار ارایه میشود که بهوسیله آن میتوان از مدل تراکمناپذیر شبکه بولتزمن در یک جریان تراکمپذیر ماخ پایین استفاده کرد. اولین مثال مورد بررسی به قیاس شرط مرزی حاضر با مدل بازگشت در جریان پوازیه میپردازد. در این قسمت نشان داده شده که مرتبه خطای روش پیشنهادی به مراتب پایینتر از روش بازگشت و از مرتبه دو روی مکان است. در مثال بعد، تاثیر شرط مرزی جدید در پایدار نگاه داشتن جریان رایلی-بنارد تا رایلیهای بالا گزارش میشود. در پایان، از معادلات فیلتر شده فشاری جهت شبیهسازی جریان جابجایی آزاد سیال فوق بحرانی درون حفره استفاده میشود. نتایج توافق خوبی با داده های موجود از پژوهشهای پیشین دارد.

برای ایجاد انواع مختلف رژیم های کاویتاسیون، معمولاً جسم ترکیبی به صورت دماغه گوه ای و پس جسم مکعب مستطیلی، ساخته می شود. در این تحقیق پس جسم با نوک گوه ای 60 درجه به طول، عرض و ضخامت به ترتیب 22، 10 و 1 {cm} تهیه شده است. جسم از جنس فولاد با کیفیت سطح ماشین کاری 01/0 میلی متر می باشد. علاوه بر آن، مدل با زاویه نوک 30 درجه هم مورد آزمایش قرار گرفته است. دو نمونه آزمایشی ساخته شده در قسمت آزمایش تونل کاویتاسیون سرعت بالا (حداکثر 25 متر بر ثانیه بدون نصب نمونه آزمایشی) نصب شده اند. با تغییر سرعت و فشار جریان درون تونل، برای جسم با نوک 60 درجه، کاویتاسیون در فصل مشترک شروع و به صورت یک پوشش سفید رنگ فصل مشترک را می پوشاند، اما در مدل30 درجه در دنباله پس جسم آغاز می شود. به محض کاهش جزئی عدد کاویتاسیون، رژیم کاویتاسیون لایه ای در طول پس جسم مدل 60 درجه ای شروع می شود که برای صفحات بالایی و پایینی آن، هم زمان این رژیم ایجاد نمی شود. با افزایش طول کاویتاسیون لایه ای، نوسانات طول ناحیه ی رژیم لایه ای به صورت منظم اتفاق می افتد. با جدایی کاویتاسیون لایه ای از روی سطح، رژیم ابری شکل ایجاد می شود و با کاهش بیشتر عدد کاویتاسیون، لایه بخار کل سطوح پس جسم را می پوشاند. به ازای اعداد کاویتاسیون یکسان، رژیم های ابری شکل روی صفحات بالایی و پایینی پس جسم یکسان نخواهند بود. آزمایش تا حالت سوپرکاویتاسیون انجام شده که به ازای یک طول مشخص ناحیه کاویتاسیونی، تغییر میزان طول با عدد کاویتاسیون به شدت افزایش می یابد.

در این مقاله روش پایه مشخصه برای جریان های تراکم ناپذیر سه بعدی ناپایا استفاده شده است. در ابتدا، از فرض تراکم پذیری کورین استفاده شده و سپس معادلات سازگاری و مشخصه های مجازی به دست آمدهاند. با حل عددی معادلات مشخصه، ابرمخروط ماخ مجازی چهاربعدی به دست می آید. برای حل عددی این معادلات کدهایی در نرمافزار متلب نوشته شده است. این ابرمخروط در جریان های دوبعدی، یک مخروط سه بعدی خواهد بود. شکل این سطح با حل عددی به دست می آید که برای به دست آوردن این شکل نیز، کدنویسی های دیگری در نرمافزار متلب انجام شده است. شبیه سازی های مختلفی برای جریان های همرفت طبیعی و اجباری با اعداد بی بعد گراشف، رینولدز و پرانتل مختلف انجام شده است. برای این شبیه سازی ها، کدهایی در نرمافزار فرترن نوشته شده است. همچنین، در این مقاله تاثیر ضریب تراکم پذیری روی سرعت همگرایی و دقت نتایجبررسی شده است. نتایج نشان می دهد سرعت صوت مجازی تابعی از ضریب تراکم پذیری کورین و جهت انتشار می باشد، در حالیکه در جریان های تراکم پذیر سرعت صوت در تمامی جهات ثابت می باشد.

در این مقاله عملکرد نانوذرات افزودهشده به روغن با هدف بهبود انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا، خصوصیات ترموفیزیکی روغن بالگرد ) MIL-L-23699 ( با همکاری آزمایشگاه شیمی شرکت پشتیبانی و نوسازی بالگردهای ایران )پنها(، اندازه گیری شدند. سپس، با گرداوری سایر داده ها هندسه مسئله با نرم افزار گمبیت تولید و شبکهبندی شده و برای شبیهسازی جریان و انتقال حرارت به نرمافزار انسیس 71 انتقال داده شده است. از مدل تکفازی و روش حجم محدود برای حل این مسئله استفاده شده است. نتایج نشان داد که با افزودن / فلوئنت 2 نانوذرات به روغن بالگرد خواص حرارتی، نظیر عدد ناسلت نسبت به روغن خالص بهطور قابل توجهی بهبود می یابد و این درحالی است که بهبود فرایند انتقال حرارت برای نانوسیال طلا-روغن نسبت به نانوسیالات دیگر بیشتر می باشد. همچنین، مقایسه نتایج نشان داد، افزودن نانوذرات به روغن پایه سبب ایجاد تغییر فشار ناچیزی می شود، ولی در پمپاژ نانوسیال تاثیر خاصی ندارد. از طرفی نتایج نشان داد، با افزایش عدد رینولدز، عدد ناسلت و فشار استاتیکی افزایش و ضریب اصطکاک کاهش می یابد. همچنین، ملاحظه شد در یک رینولدز ثابت با افزایش دمای کاری، عدد ناسلت، ضریب اصطکاک و فشار استاتیکی کاهش و دمای بیبعد افزایش می یابد. بنابراین، افزودن نانوذرات به روغن بالگرد سبب بهبود خواص انتقال حرارت، خنککاری بهتر موتور، کوچکسازی سیستم روانکاری موتور، توانایی تحمل بارگذاری های زیاد، توانایی پرواز در ارتفاعات بالاتر و در نهایت افزایش قدرت و بازدهی موتور خواهد شد.

در این مقاله تاثیر میدان مغناطیسی بر شکل هندسی گلبولهای قرمز خون بهروش عددی و تحلیلی مورد مطالعه قرار گرفته است. گلبولهای قرمز بهصورت قطراتی تغییر شکلپذیر (ذرات نرم) که در پلاسمای خون در حال شارش هستند، در نظر گرفته شدهاند. با استفاده از روش المان مرزی، معادلات شارش گلبول قرمز در کانال میکروسیال تخت، با بهکارگیری مولفه عمودی تنش بهعنوان شرایط مرزی درسطح ذرات بهروش عددی حل شدهاند. نتایج عددی نشان میدهد که گلبول قرمز در جهت میدان مغناطیسی کشیده میشود و شکل نهایی آن نتیجهای از تعادل بین انرژی سطحی و انرژی مغناطیسی در سطح گلبول قرمز است.