جلسه دفاع پایان ­نامه کارشناسی ارشد (آقای مهدی ابراهیمی)

  موضوع: بررسی عددی جریان سیال و انتقال حرارت از یک سیلندر سه بعدی با مقطع مربعی در نسبت منظری متفاوت در محدوده اعداد رینولدز پایین  

    ارائه دهنده: مهدی ابراهیمی

استادان راهنما: دکتر احمد سوهانکار اصفهانی

استادان مشاور: دکتر محمدرضا راستان

استادان داور: دکتر سید سعید مرتضوی راوری، دکتر مهدی نیلی احمدآبادی

چیکده:

 مرتبط با موضوع دفاع در قالب مطالعه جریان پیرامون اجسام جریان‌بند کاربردهای فراوان از جمله جریان پیرامون ساختمان‌های بلند تا خنک کاری تراشه‌های الکترونیکی کوچک دارد. در این پژوهش به بررسی ساختار جریان و انتقال حرارت پیرامون یک سیلندر مربعی سه بعدی در محدوده اعداد رینولدز پایین 1 تا 100 و در نسبت‌های منظری 1 تا 8 پرداخته شده است. در این پژوهش شبیه سازی‌های عددی با نرم افزار فلوئنت انجام شده است. بررسی‌ها برای تعیین محدوده عدد رینولدز بحرانی متناظر با شروع ناپایداری‌ها و تعیین شروع ریزش گردابه نشان داد که رژیم جریان در نسبت‌های منظری 1 تا 6 در اعداد رینولدز برابر یا کمتر از 100 و در نسبت منظری 8 تا عدد رینولدز 60 پایا و آرام است و پس از آن ناپایا و همراه با ریزش گردابه می‌شود. مطالعه‌ای برای بررسی تأثیر کیفیت مش و تأثیر ابعاد میدان محاسباتی انجام گرفت. نتایج این مطالعه نشان دهنده تأثیر بالای اندازه میدان محاسباتی بر ساختار جریان و ضریب نیروی درگ و عدد ناسلت در اعداد رینولدز پایین است. به گونه‌ای که در اعداد رینولدز پایین به میدان محاسباتی با ابعاد بزرگتری نیاز است و همچنین در نسبت‌های منظری بالاتر به میدان محاسباتی با ابعاد کوچکتری نیاز است. نتایج نشان دهنده اثر بالای نسبت منظری و عدد رینولدز بر ساختار جریان و انتقال حرارت است. با افزایش نسبت منظری افزایش نیروی درگ و ضریب نیروی عرضی وارد بر یک دیواره جانبی مشاهده شد. با افزایش عدد رینولدز کاهش نیروی درگ مشاهده شد.  نتایج نشان داد که در نسبت منظری کمتر از ۳ تنها گردابه‌های نوک شکل می‌گیرد و ساختار جریان ناحیه ویک دو قطبی است. در نسبت منظری ۴ و بالاتر در اعداد رینولدز بالاتر از 70 گردابه‌های پایه و ساختار چهار قطبی مشاهده شد. با افزایش عدد رینولدز، جریان پایین رونده، و با افزایش نسبت منظری جریان بالا رونده قوی‌تر می‌شود. با افزایش عدد رینولدز جریان بازگشتی ناحیه بزرگتری پیدا می‌کند. با استفاده از پارامتر دمای بدون بعد به بررسی توزیع دمای در ناحیه دنباله پرداخته شد و از عدد ناسلت به عنوان معیاری برای میزان شار حرارتی استفاده شد. با افزایش عدد رینولدز عدد ناسلت افزایش می‌یابد.

کلمات کلیدی: سیلندر مربعی محدود، شبیه سازی عددی سه بعدی، اعداد رینولدز پایین، نسبت منظری، انتقال حرارت، جریان پایا و ناپایا، شروع ریزش گردابه