در این تحقیق رفتار جریان آشفته در اطراف یک مانع مثلث شکل، تولید گردابه و اثر آن بر تحریک لایه مرزی بر روی یک صفحه تخت که در مجاورت مانع قرار دارد بررسی شده است. هدف از این پژوهش، برآورد میزان تاثیرگذاری گردابه های تولید شده در تحریک لایه مرزی و افزایش ضریب انتقال حرارت از صفحه تخت است. اندازه گردابه های تولیدی با تغییر اندازه اضلاع و زوایای مانع مثلثی شکل کنترل می شود. اضافه بر این، فاصله مانع مثلثی از صفحه تخت نیز تغییر داده می شود، همچنین طول یک ضلع و اندازه زاویه ضلعی که در تولید گردابه موثر است کم کم تغییر داده می شوند و در هر حالت، مقدار و چگونگی اثر بر تحریک لایه مرزی و تغییر ضریب انتقال حرارت از صفحه تخت محاسبه و مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که مانع مثلثی یک نقطه سکون، یک جت در زیر مانع و دو گردابه در پشت مانع تولید می کند که هردو گردابه بر عملکرد لایه مرزی تاثیر قابل توجهی می گذارند. گردابه نزدیکتر به مانع، عامل کاهش ضریب انتقال حرارت و گردابه دورتر، عامل افزایش قابل توجه در ضریب انتقال حرارت است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

اثر گذاری بر رفتار لایه مرزی با هدف تغییر ساختار آن و تغییر ضریب انتقال حرارت از موضوعات قابل توجه محققین انتقال حرارت است. روش هایی مانند مکش، دمش، ایجاد زبری و غیره از موضوعات مشابهی هستند که در گذشته مورد توجه بوده اند. در این تحقیق یک چهار گوش در درون یا مجاورت لایه مرزی آشفته قرار می گیرد و جریان اطراف خود را تحت تاثیر قرار می دهد. به دلیل تشکیل نقطه سکون، تشکیل جت و ایجاد وِیک در پشت جسم و نفوذ اثر این پدیده ها به درون لایه مرزی، شکل کلاسیک توزیع سرعت و انتقال ممنتوم و انرژی تحت تاثیر قرار می گیرند. به عبارت دیگر لایه مرزی تحریک می شود و انتظار می رود میزان انتقال حرارت نیز تغییریابد. در این تحقیق نشان داده می شود که نقطه سکون از عوامل کاهش و در مقابل آن، جت و وِیک از عوامل موثر بر افزایش ضریب انتقال حرارت هستند. هم چنین دیده می شود که اثر ترکیبی سه پدیده فوق در تحریک ضریب انتقال حرارت از صفحه تخت، و هم چنین تغییر نسبت ابعادی چهار گوش و فاصله چهار گوش از صفحه تخت هر یک در میزان تحریک موثر می باشد. در پایان نتیجه گیری می شود که نقطه سکون عامل کاهش، و جت و وِیک از عوامل افزایش ضریب انتقال حرارت از صفحه تخت بوده اند.

در تحقیقات پیش از این، مطالعه جامع آزمایشگاهی که، اثر تمام متغیرهای موثر و تقابل آنها را بر میزان عدم تشابه ممنتوم و انتقال حرارت صفحه تخت در حضور مانع بررسی نماید، صورت نگرفته است. اگرچه الگوی استفاده از مانع در نزدیکی صفحه تخت جهت افزایش انتقال حرارت در مبدل ها و تمایل محققین جهت دریافت اطلاعات کامل در زمینه عوامل ایجاد عدم تشابه، باعث تحقیقات فراوانی در این زمینه شده بود. از طرفی، با حضور مانع مستطیلی در نزدیکی صفحه تخت، ضریب انتقال حرارت و ضریب اصطکاک، تحت تاثیر عواملی مختلفی قرار می گیرد که بررسی تمام تقابل های بین متغیرها، با توجه به بازه تغییرات آنها، بصورت آزمایشگاهی امکان پذیر نمی باشد. در این مقاله، ماکزیمم و مینیمم مقدار ضرایب اصطکاک و انتقال حرارت به ازای تمام ترکیب های ممکن برای متغیرهای مستقل تعیین شدند تا حداقل و حداکثر میزان عدم تشابه ممنتوم و انتقال حرارت مشخص شوند و وجود عدم تشابه، در میان ترکیب های متغیرهای مستقل، بررسی گردد. بدین منظور با توجه به تعدد متغیرها و بازه تغییرات آنها، ابتدا با استفاده از روش طراحی آزمایش ها، تعداد آزمایش ها کاهش یافته است بدون اینکه اطلاعات اساسی حذف شود. سپس آزمایش ها در یک تونل باد آزمایشگاهی که دارای حداکثر سرعت 13 متر بر ثانیه می باشد انجام گرفت و در آخرین مرحله، با استفاده از روش تاگوچی، حداکثر و حداقل مقادیر ضرایب اصطکاک و انتقال حرارت تعیین گردیدند. نتایج نشان می دهد عدم تشابه ممنتوم و انتقال حرارت به ازای تمام ترکیب های ممکن برای متغیرهای مستقل وجود دارد.

در این مقاله با استفاده از پدیده تحریک لایه مرزی سعی بر افزایش راندمان یک نمونه بخاری گازسوز دودکش دار شده است. مدل سه بعدی از یک نمونه بخاری با ظرفیت 6000 کیلوکالری در ساعت تولید و پس از شبکه بندی محیط حل، معادلات بقای جرم، مومنتوم، انرژی، گونه های شیمیایی و تابش در جریان آشفته با استفاده از روش حجم های محدود حل شده و صحت آن ها با استفاده از نتایج آزمایشگاهی مورد ارزیابی قرار گرفته اند. تحریک لایه مرزی با استفاده از دو مانع با مقطع مثلث در مسیر جریان محصولات احتراق داخل تنوره انجام شده است و اثر وجود آن ها با استفاده از شبیه سازی عددی و همچنین تولید مدل آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد در اثر جت سیال ایجاد شده بین موانع و جدار تنوره و نیز گردابه های پشت موانع، کل انتقال گرما از تنوره به محیط اطراف 16.24 درصد و راندمان بخاری 2.7 درصد نسبت به حالت بدون تحریک افزایش یافته است.

لایه مرزی به علت پیوند مستقیم با زندگی انسان اهمیت بسزایی دارد. در این پژوهش با دریافت داده های ساعتی و میانگین روزانه از مرکز اروپایی پیش بینی میان مدت هوا و دپارتمان علوم جوی دانشگاه وایومینگ برای دوره 1988 تا 2017، با کاربرد نرم افزارهای Excel و R و با به خدمت گیری توابع محاسباتی روش بسته پیشرفته، مجموعه توابع چندبعدی و ابزار ECMWF در محیط ArcMap تغییرات ارتفاعی لایه مرزی شهر تهران در بازه سالانه تهیه شد. نتایج نشان داد که سقف متوسط ارتفاع لایه مرزی در حدود 850 متری سطح زمین قرار دارد و در شرایط شبانه به طور متوسط تا حدود 80متری و در شرایط روزانه تا حدود 2300متری سطح زمین پایین و بالا می رود. این متغیر در کل دوره سالانه در حدود 5 متر افزایش ارتفاع داشته است. به لحاظ الگوی فضایی، کمینه ارتفاع در هر یک از سه متغیر موردبررسی در شمال شرقی تهران و بیشینه آن در جنوب و جنوب غربی تهران رخ داده است. ضمن اینکه این متغیر با برخی متغیرهای اقلیمی دیگر نظیر دمای سطحی رابطه معناداری (8143/0) دارد. همچنین، براساس یافته ها، روش بسته پیشرفته مقبولیت بسیار زیادی در محاسبه ارتفاع لایه مرزی با استفاده از داده های رادیوسوند دارد.

در این مقاله پیاده سازی روش تحریک-رویداد بر روی کنترل کننده مد لغزشی در سیستمهای خطی چند ورودی دارای اغتشاش سازگار و عدم قطعیت ساختاری در ماتریس حالت سیستم ارائه می گردد. روش تحریک-رویداد یک استراتژی زمانبندی برای افزایش فاصله به روز رسانی ها سیگنال کنترلی در حلقه فیدبک و در عین حال حفظ پایداری و کارایی سیستم کنترلی است. در صورتی که سیگنال کنترلی یک سیستم پیوسته، از طریق یک سیستم دیجیتال محاسبه و یا از طریق شبکه به ورودی محرک اعمال گردد، افزایش فاصله نمونه برداری ها، کارایی کلی سیستم دیجیتال و یا پهنای باند شبکه را افزایش می دهد. هدف این مقاله ترکیب روش کنترل مد لغزشی با استراتژی تحریک-رویداد در راستای افزایش کارایی کلی سیستم دیجیتال و در عین حال حفظ پایداری و کارایی سیستم کنترل است. پدیده چترینگ ناشی از کنترل مد لغزشی غیر قابل اجتناب است و پیاده سازی روش تحریک-رویداد را در عمل محدود می سازد، لذا برای رفع این پدیده راهکاری بر مبنای استفاده از لایه های مرزی پویا ارائه می شود. بعلاوه به کار گیری لایه مرزی نیز باعث به وجود آمدن چرخه حدی ناخواسته در مسیر حالت می شود. در این مقاله دامنه چرخه حدی با طراحی لایه مرزی و قانون کنترلی پویا و متناسب با فضای حالت به صورتی کاهش می یابد، که عدم رخداد نقطه تجمع درخواست به روز رسانی نیز تضمین گردد. نتایج شبیه سازی یک سیستم خطی با عدم قطعیت در ماتریس سیستم، نشان دهنده کارایی ترکیب روش تحریک-رویداد با کنترل مد لغزشی با رویکرد لایه مرزی است.