دانشگاه جامع امام حسین(ع)
مکانیک سیالات و آیرودینامیک
2322-3278
2980-8111
3
1
2014
04
21
بررسی تجربی و شبیهسازی عددی یک جریان سهفازی بستر سیال بهکمک ردیابی تصویری ذرات
FA
علی اکبر
جمالی
0000-0002-0072-6624
ajamali@ihu.ac.ir
شاهرخ
شاهحسینی
shahrokh@iust.ac.ir
یعقوب
بهجت
ybehjat@iust.ac.ir
به لحاظ اهمیت اثرات پاشش فاز مایع در راکتورهای بالارونده شکست کاتالیستی سیال (FCC)، بررسی تجربی و شبیهسازی مشخصههای هیدرودینامیکی یک بستر سیال سهفازی مورد توجه قرار گرفته است. بر اساس یک مدل سهبعدی گذار، یک شبیهسازی سرد با رویکرد اویلری مشابه شرایط واقعی جریان انجام گرفت. در کار حاضر، معادلات حاکم، شامل پیوستگی، ممنتوم و انتقال حرارت برای فازها، یک معادله دمای دانهای برای تعیین برهمکنش ذرات جامد مطابق تئوری سینتیک جریان دانهای و یک مدل اغتشاش پراکنده، برای توصیف اثرات آشفتگی جریان چندفازی بهکار برده شدند. حل معادلات بهکمک روش حجم محدود صورت گرفت. علاوه بر توزیع کسر حجمی فازها، برای تعیین سرعت ذرات جامد به شیوه ردیابی تصویری ذرات (PIV)، از یک سامانه تصویربرداری دیجیتالی برداشت سریع استفاده شد. با اعمال الگوریتم همبستگی متقابل، مقادیر و نیز توزیع سرعت محوری و شعاعی ذرات در ارتفاعات مختلف رایزر بهدست آمدند. نتایج شبیهسازی دوفازی نشان میدهد که در اکثر مقاطع یک توزیع سهموی از سرعت ذرات وجود دارد، بهگونهای که سرعت در نزدیکی دیواره بستر مقادیر کمتری نسبت به نواحی میانی دارد. متقابلاً، نتایج سهفازی آشکار میکند که فاز سوم تزریق شده تغییرات عمدهای را در الگوی جریان ایجاد کرده است. نتایج شبیهسازی بر پایه CFD مطابقت خوبی با دادههای تجربی نشان میدهد.
بستر سیال,شبیهسازی هیدرودینامیکی,ردیابی ذرات,پاشش,میدان سرعت,کسرحجمی
https://fma.ihu.ac.ir/article_200248.html
https://fma.ihu.ac.ir/article_200248_f32afa1a48067f0fb653776b426f711a.pdf
دانشگاه جامع امام حسین(ع)
مکانیک سیالات و آیرودینامیک
2322-3278
2980-8111
3
1
2014
04
21
تمرکز نانو ذرات در داخل لنزهای آیرودینامیکی تکی با دیواره لغزشی در جریان رقیق
FA
مهدی
نظری
mehdi.na.61@gmail.com
افشین
حسنزاده مقیمی
رضا
ابراهیمی
مهرزاد
شمس
به طور گسترده در لنزهای آیرودینامیکی از تمرکز ذرات در اندازهگیری آیروسول استفاده میشود. با عبور ذرات معلق در هوا از داخل سیستم لنز آیرودینامیکی، بیم متمرکز ذرات تشکیل میشود. در این پژوهش، به منظور بررسی عملکرد یک لنز آیرودینامیکی و تعیین چگونگی تمرکز ذرات با اندازهها و چگالیهای مختلف در رژیم جریان پیوسته و لغزشی، از تحلیل عددی جریان دوفازی ذره-گاز استفاده شده است. ابتدا، جران تراکمپذیر گاز درون لنز آیرودینامیکی با شرایط مرزی لغزشی در دیوارهها، در نرم افزار فلوئنت مورد تحلیل عددی قرار گرفته است. برای اعمال شرط مرزی لغزشی از امکان برنامهنویسی کاربر در نرم افزار فوق بهره گرفته شده است. در این حالت، با بهکارگیری یک روش تکرار، سرعت جریان گاز روی دیوارهها متناسب با تنش برشی قرار داده شده و تا همگرایی کامل این تکرار ادامه یافته است. پس از همگرایی روش تکرار فوق و حل جریان گاز در رژیم لغزشی، ذرات با توزیع یکنواخت به درون سیستم لنز آیرودینامیکی تزریق شده و حرکت ذرات به روش لاگرانژی بررسی شده است. جریان روی ذرات نیز لغزشی میباشد. در این شرایط، یکی از نیروهای وارد بر ذرات نیروی پسای استوکس با ضریب کانینگهام متغیر میباشد تا از این طریق اثرات لغزش روی ضریب پسا و نیروی براونی مدلسازی شود. روند حل بهصورت یک طرفه در نظر گرفته شده و از تأثیر ذرات روی همدیگر و بر جریان سیال صرفنظر شده است.
لنز آیرودینامیکی,آیروسول,حرکت براونی,ضریب کانینگهام
https://fma.ihu.ac.ir/article_200249.html
https://fma.ihu.ac.ir/article_200249_b2985c12809f708c261c4f6b4d3ec4ba.pdf
دانشگاه جامع امام حسین(ع)
مکانیک سیالات و آیرودینامیک
2322-3278
2980-8111
3
1
2014
04
21
طراحی ترمودینامیکی یک توربین قدرت جهت استفاده در فرآیند تبدیل یک موتور توربوجت به توربوشفت
FA
مسلم
صدیقی
moslem_seddighi@yahoo.com
حمید
فاضلی
fazeli@isa.ir
در این مقاله، مراحل طراحی ترمودینامیکی یک توربین قدرت جریان محوری برای تبدیل یک موتور توربوجت موجود به موتور توربوشفت ارائه شده است. این کار با جایگزینی نازل خروجی موتور توربوجت با یک توربین قدرت جریان محوری انجام شده است. مدلسازی توربین مورد نظر بر مبنای مدل اینلی ماتیسون، صورت گرفته و صحت نتایج بهدستآمده از مدل اینلی ماتیسون، بهکمک نرم افزارهای شبیهسازی سهبعدی و دادههای تجربی موجود، ارزیابی شده است. عملکرد توربین طراحی شده در چند زاویه حمله متفاوت برای پرههای متحرک و ثابت بررسی شده است. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که توربین در زاویه حمله 8- درجه برای پرههای متحرک و زاویه حمله 3- درجه برای پرههای ثابت کمترین تلفات و بیشترین بازده را دارد.
موتور توربوشفت,موتور جت,توربین قدرت,مدلسازی یک بعدی,ضرایب افت,شبیهسازی سهبعدی
https://fma.ihu.ac.ir/article_200250.html
https://fma.ihu.ac.ir/article_200250_7d8ab4bc68ece635ca29a2800a2d943b.pdf
دانشگاه جامع امام حسین(ع)
مکانیک سیالات و آیرودینامیک
2322-3278
2980-8111
3
1
2014
04
21
الگوی رتبهکاسته تخمین جریان تراکمپذیر بر مبنای روش تجزیه متعامد بهینه، با استفاده از میانیابی و برونیابی مودهای پرانرژی
FA
محمد کاظم
مؤیدی
0000-0003-4016-1557
قم دانشگاه قم، دانشکده فنی، گروه مهندسی مکانیک
moayyedi@qom.ac.ir
میلاد
نجفبیگی
najafbeygi@yahoo.com
هدف از این پژوهش ارائه روشی جهت تخمین سریع ضرایب آیرودینامیکی و بازسازی میدان جریان حول ایرفویل NACA0012 در جریان مافوق صوت و مادون صوت، با استفاده از روش تجزیه متعامد بهینه و نیز بررسی تأثیر تعداد و نوع چیدمان نمایههای مورد استفاده در میدان جریان بازسازی شده میباشد. در الگوی مذکور، از ترکیب روشهای تجزیه متعامد بهینه، میانیابی مارپیچ درجه سوم و برونیابی توابع چندجملهای استفاده شده تا دادههای مربوط به زوایای حمله و اعداد ماخ مفقود شده و همچنین تولید نشده در فرآیند حل CFD، بسیار سریعتر نسبت به حل با روش عددی و با دقتی مناسب بهدست آیند. درنهایت، نتایج حاصل از مدل رتبهکاسته تجزیه متعامد بهینه با نتایج دادههای حاصل از حل عددی مقایسه شده و نکاتی جهت انتخاب درست نمایهها ارائه شده است.
روش تجزیه متعامد بهینه,الگوی رتبه کاسته,میانیابی مودها,انرژی مودها
https://fma.ihu.ac.ir/article_200251.html
https://fma.ihu.ac.ir/article_200251_ea5e27688c128017e7c9348cb53fd2d1.pdf
دانشگاه جامع امام حسین(ع)
مکانیک سیالات و آیرودینامیک
2322-3278
2980-8111
3
1
2014
04
21
مدلسازی بارگذاری اغتشاشی ناشی از پدیده بافتینگ و محاسبه نیرو و گشتاور خمشی حاصل بر پیکره حامل
FA
محمدمهدی
محمدی
mohammadi_mm@iust.ac.ir
حمید
موسیزاده
hamid.moosazadeh@modares.ac.ir
حسین
جمشیدی
jamshidi_h@alum.sharif.edu
سیدمحمد
هاشمینژاد
hashemi@iust.ac.ir
بافتینگ به ناپایداری آیروالاستیک فرکانس بالایی گفته میشود که در سرعتهای گذر صوتی روی میدهد. هدف اصلی مقاله حاضر ارائه روشی جهت تعیین بارگذاری ناشی از این پدیده بر بدنه حامل میباشد. برای این منظور، ابتدا با اعمال تبدیل فوریه، معادلات ارتعاشی حامل به حوزه فرکانس برده شده است. سپس، هندسه حامل و نوع جریان اطراف آن مشخص شده است. در ادامه، برای هر کدام از این جریانها روابطی جهت پیشبینی چگالی طیف توان بارگذاری خارجی ناشی از پدیده بافتینگ بر بدنه حامل با هندسههای مختلف، بهکمک ترکیب روشهای تجربی و آماری ارائه شده است. با تعیین بارگذاری بافتینگ اطراف حامل در حوزه فرکانس، گشتاور خمشی ایروالاستیک وارد بر بدنه حامل با درنظر گرفتن نوسانات دینامیکی بدنه و اعمال معکوس تبدیل فوریه تعیین شده است. جهت محاسبه این گشتاور نیاز به تعیین میرایی آیرودینامیکی میباشد که روابطی تجربی با فرض جریان شبه پایا برای آن ارائه شده است. نتایج حاصل نشان میدهد که وقوع شوک در لحظه مشخصی از پرواز گشتاور خمشی زیادی بر بدنه حامل وارد میکند که از محاسبات استاتیکی بیشتر میباشد. بنابراین، بررسی پدیده بافتینگ جهت انجام پرتاب موفقیتآمیز کاملاً ضروری بهنظر میرسد. روش ارائه شده در این تحقیق میتواند محدوده وسیعی از حاملها را دربرگرفته و نیاز به انجام آزمایشهای وقتگیر و هزینه بر را مرتفع سازد. صحت روبط و نمودارهای ارائه شده با نتایج تجربی منابع گوناگون تأیید شده است.
بارگذاری تصادفی,چگالی طیف توان,نوسانات آیروالاستیسیته,میرایی آیرودینامیکی
https://fma.ihu.ac.ir/article_200252.html
https://fma.ihu.ac.ir/article_200252_e5abb357281848a01389b2b48062ce97.pdf
دانشگاه جامع امام حسین(ع)
مکانیک سیالات و آیرودینامیک
2322-3278
2980-8111
3
1
2014
04
21
مطالعه تجربی اختلاط ذرات جامد در یک بستر سیال با استفاده از روش پردازش تصاویر
FA
حجت
قاسمی
تهران- نارمک- دانشگاه علم و صنعت ایران- دانشکده مهندسی مکانیک
h_ghassemi@iust.ac.ir
حسن
امینی
h_aminy@yahoo.com
مرتضی
خیاط
mkhayat@srbiau.ac.ir
در این مقاله، اثرات اندازه و چگالی در اختلاط ذرات جامد در یک بستر سیال، بهصورت تجربی بررسی شدهاند. برای این منظور، از یک بستر متشکل از ذرات شن سیلیکا استفاده شده است. روش بهکار برده شده در این آزمایشها، اختلاط ذرات در بسترهای دولایه میباشد. لایه زیرین این بسترها را ذرات شن سیلیکا و لایه فوقانی از ردیابها که ذراتی با شکل، اندازه، چگالی و با رنگی متفاوت نسبت به ذرات شن بودند، استفاده شده است. اتفاقات سطح بستر توسط یک دوربین از بالای بستر ثبت شده و با ردگیری ذرات ردیاب و با استفاده از روش پردازش تصاویر، اختلاط ذرات با معرفی شاخص غلظت ذرات ردیاب در سطح بستر و در طول زمان مطالعه شده است. در این تحقیق، ابتدا مکانیزم اختلاط ذرات در یک بستر دو لایه بررسی و سپس تأثیر مشخصات ذرات مخلوط شونده بر اختلاط آنها مطالعه شده است. نتایج این بررسیها نشان میدهند که برای همه اندازههای ذرات شن، افزایش چگالی ذرات ردیاب و نزدیکی آن به چگالی ذرات شن بستر باعث میشود تا ذرات ردیاب بیشتر در بستر نفوذ کنند. همچنین، مشخص شد که اندازه ذرات شن بستر تأثیر زیادی در کیفیت اختلاط دارند، بهطوری که میتوان برای اختلاط ذرات ردیاب با چگالیهای مختلف، اندازه مناسبی از ذرات بستر را انتخاب کرد.
بستر سیال,اختلاط,پردازش تصاویر,نسبت اختلاط,غلظت ذرات ردیاب
https://fma.ihu.ac.ir/article_200253.html
https://fma.ihu.ac.ir/article_200253_e169f24e573d0f775eceb3f92633a7f7.pdf