در این مقاله یک روش جدید بر مبنای روش مشخصه های چند بعدی برای حل معادلات ناویر-استوکس و انرژی در جریان های تراکم ناپذیر پایا ارائه شده است. روش های قبلی بر پایه مشخصه ها در جریان های تراکم ناپذیر، فرض یک بعدی بودن موضعی جریان را به کار برده اند و در مراجع به خطای ناشی از این ساده سازی اشاره شده است. در تحقیق حاضر، از روش مشخصه های چند بعدی مصنوعی برای یافتن مسیر انتشار اطلاعات استفاده شده است. معادلات سازگاری و متغیرهای ریمن تعمیم یافته برای معادلات ناویر-استوکس و انرژی استخراج شده و از این معادلات برای یافتن شار جابجایی در مرز سلول ها استفاده شده است. برای آزمون دقت و سرعت طرح ارائه شده، جریان سیال تراکم ناپذیر پایا در داخل حفره مربعی و جریان اطراف استوانه دایره ای همراه با انتقال گرما برای دامنه وسیعی از اعداد رینولدز و گراشهف حل شده است. همچنین جهت مقایسه، روش مشخصه ها به همراه میانگین گیری برای معادله انرژی مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده بیانگر همگرایی سریعتر روش جدید نسبت به روش مشخصه های معمولی و میانگین گیری می باشد. در اعداد ریچاردسون بالا، روش میانگین گیری همگرا نمی شود ولی روش ارائه شده در این مقاله، دارای سرعت همگرایی بالایی می باشد.

در این مطالعه با استفاده از اندازه گیری های آزمایشگاهی نرخ تبخیر از سطح ساده آب برای تاثیر عوامل گوناگون نظیر: اختلاف فشار بخار، سرعت جریان هوا، پارامترهای بدون بعد، در بازه گسترده ای از رژیم های همرفت اجباری، ترکیب طبیعی و اجباری و همرفت طبیعی، در دامنه بررسی شده است. این دامنه از با استفاده از سرعت های میانگین 0/1، 0/3، 0/9، 2، 4، 5 و 6 متر بر ثانیه و دمای آب از 20 تا 55 تولید شده است. تحقیقات نشان می دهد نرخ تبخیر به شدت به رژیم جریان وابسته است. در رژیم همرفت اجباری و رژیم همرفت ترکیبی با افزایش اختلاف فشار بخار و سرعت جریان هوا، نرخ تبخیر افزایش یافته اما آهنگ افزایش آن در رژیم همرفت اجباری کاهش یافته طوریکه در این رژیم نرخ تبخیر به صورت تابع توانی با اختلاف فشار بخار تغییر می نماید. در رژیم همرفت ترکیبی با افزایش سرعت جریان هوا، توان اختلاف فشار بخار کاهش می یابد. نتایج نشان می دهد در رژیم همرفت طبیعی هر دو پارامتر اختلاف فشار بخار و اختلاف چگالی بخار، بر نرخ تبخیر اثر می گذارد و علاوه بر اختلاف فشار بخار، اختلاف چگالی نیز بر نرخ تبخیر موثر است.

جابجایی هدف یا نقطه عملکرد سازه، یکی از ارکان اصلی روش های تحلیل استاتیکی غیرخطی است؛ که تغییرمکان ها و تلاش های داخلی سازه، در آن جابجایی بررسی می شوند. روش N2 یکی از مهم ترین روش های تخمین نقطه عملکرد سازه است، که طی یک فرایند سعی و خطا، از تقاطع منحنی ظرفیت سازه و طیف پاسخ غیرکشسان متناظر با شرایط سازه تحت زلزله، جابجایی هدف سازه را تعیین می کند. یکی از مهم ترین پارامترهای موثر در این روش، طیف مورد استفاده پاسخ غیرکشسانی است. این طیف به عواملی چون دوره تناوب و ظرفیت استهلاک انرژی سازه، رفتار هیسترزیس مصالح و پارامترهای زمین لرزه وابسته است. در این نوشتار، بر اساس روش های موجود تخمین طیف پاسخ غیرکشسان، یک روش تقریبی برای تولید این طیف بر مبنای شرایط خاک، نسبت شکل پذیری و دوره تناوب سازه ارائه شده است، که با استفاده از آن می توان جابجایی هدف سازه های منظم با ارتفاع متعارف را با تقریب مناسبی به روش N2 تخمین زد.

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

انتقال حرارت جابجایی ترکیبی یک نانو سیال، شامل آب و ذرات اکسید آلومینیوم، درون یک لوله افقی، برای جریان آرام به صورت عددی شبیه سازی شده است. معادلات پیوستگی، اندازه حرکت و انرژی با رویکرد حجم کنترل با دقت مرتبه دوم گسسته شده و کوپلینگ سرعت و فشار با استفاده از الگوریتم سیمپل انجام شده است. برای لحاظ کردن جابجایی آزاد، تغییرات چگالی سیال با رابطه بوسینسک برحسب دما تغییر می کند. از مدل دوفازی مخلوط همگن با به کارگیری خواص موثر برای مدل سازی جریان دوفاز نانوسیال استفاده شده است. شبکه بندی به صورت باسازمان انجام شده و کنار دیواره ها شبکه لایه-مرزی ایجاد شده است. مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج تجربی بیانگر دقت قابل قبول شبیه سازی عددی بوده است. شبیه سازی در دو حالت عدد ریچاردسون و شارحرارتی ثابت به صورت پایا انجام شده و تغییرات ضریب جابجایی و عدد ناسلت در شرایط مختلف به صورت نمودار ارایه شده است. بررسی نتایج نشان می دهد که در حالت شار حرارتی ثابت انتخاب رابطه مناسب برای ضریب هدایت حرارتی موثر تاثیر قابل ملاحظه ای بر دقت نتایج بدست آمده خواهد داشت. بررسی نتایج نشان داد که در حالت عدد ریچارسون ثابت هر دو رابطه نتایج مشابه ای برای مقدار ضریب جابجایی می دهند به طوری که با افزایش درصد کسر حجمی نانوذره مقدار ضریب جابجایی افزایش می دهد. این در حالی است که در حالت شارحرارتی ثابت نتایج بدست آمده عکس یکدیگر است. به صورتی که با افزایش غلظت نانوذرات، در یک رابطه افزایش ضریب انتقال حرارت و در دیگری کاهش ضریب انتقال حرارت مشاهده می شود.

در این تحقیق انتقال حرارت جابجایی ترکیبی نانو سیال آب- اکسید آلومینیوم در یک محفظه مربعی حاوی یک جسم جامد گرمازا به روش عددی بررسی شده است. نانو سیال با دما و سرعت یکنواخت از گوشه ی پایین و سمت چپ محفظه وارد آن می شود و به صورت توسعه یافته از گوشه ی بالا و سمت راست محفظه خارج می شود. جسم جامد قرار گرفته در مرکز محفظه، به صورت یکنواخت انرژی تولید می کند. تمام دیواره های محفظه از نظر حرارتی عایق هستند. معادلات دیفرانسیل حاکم با استفاده از روش حجم محدود گسسته شده اند و با استفاده از الگوریتم سیمپل حل شده اند. در این تحقیق اثر پارامترهای مختلف از قبیل کسر حجمی نانوذرات، عدد ریچاردسون، عدد رینولدز، نسبت منظری و ضریب هدایت حرارتی منبع گرمازا بر روی میدان جریان و نرخ انتقال حرارت بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش اعداد رینولدز و ریچاردسون عدد نوسلت و نرخ انتقال حرارت افزایش می یابد. تغییر اندازه ی ضلع منبع حرارتی باعث تغییر میدان های جریان و میدان دما می شود. افزایش ضریب هدایت حرارتی منبع حرارتی باعث افزایش میزان انتقال حرارت از منبع گرمازا به نانوسیال مجاور آن می شود. همچنین با افزایش کسر حجمی نانوذرات، میزان انتقال حرارت زیاد می شود.