رفتن به محتوای اصلی
x

جلسه دفاع پایان ­نامه کارشناسی ارشد (آقای کیوان هرندی)

موضوع:  شبیه‌سازی عددی جریان سیال و انتقال حرارت از دو سیلندر مربعی در اعداد رینولدز و زوایای اریب متفاوت

ارائه دهنده: کیوان هرندی فصیح

استادان راهنما: دکتر احمد سوهانکار

استادان مشاور: دکتر ایمان چیت ساز

استادان داور: دکتر محمدرضا توکلی، دکنر محمدرضا سلیم پور

 

 

چکیده:

بررسی و تحلیل جریان عبوری از اجسام جریان بند به دلیل کاربرد وسیع آن‌ها در صنایع، مبحث بهینه‌سازی انرژی در سازه‌ها  و سایر کاربردها نظیر جریان عبوری از پل‌ها، دودکش‌ها، ساختمان‌ها و حتی سازه‌های کوچک در ابعاد میکرو  و ... بسیار حائز اهمیت است. جریان بندها، اجسامی هستند که دارای سطح مقطع بزرگی هستند و می‌توانند راه سیال عبوری را تا حدودی مسدود کنند و ناحیه ویک بزرگی ایجاد کنند. استوانه‌ها از ساده‌ترین نمونه‌های اجسام جریان بند هستند که در شکل‌ها و انواع مختلفی در صنعت و طبیعت یافت می‌شوند که متداول‌ترین نوع آن‌ها سیلندرهایی با مقاطع مربعی و دایره‌ای هستند. تحلیل جریان عبوری از روی دو استوانه به دلیل وجود اثرات متقابل لایه‌های برشی دو سیلندر، جدایی گردابه ها، فواصل بین سیلندری و تأثیر تغییرات عدد رینولدز و ... پیچیده‌تر از جریان عبوری تک استوانه‌ای است. در پژوهش حاضر، جریان عبوری و انتقال حرارت از دو استوانه مربعی قرارگرفته در آرایش‌های سیلندری اریب[1]= 45)   (α پشت سرهم[2] (α = 0)  پهلوبه‌پهلو [3]= 90)   (α در فواصل بین سیلندری متفاوت 12 1.41 ≤ G* ≤ را در اعداد رینولدز مختلف Re = 1-200 و عدد Pr = 0.71 در دو رژیم جریانی دائم و غیر دائم به‌صورت دوبعدی شبیه‌سازی عددی شده است که تمرکز بیشتر این پژوهش در مورد آرایش اریب است. بیش از 400 شبیه‌سازی عددی  به کمک نرم‌افزار فلوتنت برای استخراج داده‌های موردنیاز این پژوهش انجام‌شده است که عمده آن‌ها برای حالت غیر دائم است که بسیار زمان‌بر است. در این پژوهش ابتدا محدوده اعداد رینولدز بحرانی ریزش گردابه (تبدیل جریان دائم به غیر دائم) و همچنین  الگوها جریان متوسط مرتبط با نحوه جدایی حریان و رژیم‌های جریان لحظه‌ای ایجادشده روی سیلندرها تعیین شدند. سپس به بررسی پارامترهای اصلی جریان مانند ضرایب درگ و لیفت، عدد ناسلت و استروهال و سایر پارامترهای نوسانی اعم از فشار، سرعت افقی و عمودی نوسانی  و توزیع دما پرداخته شد. در کار فعلی در بازه اعداد رینولدز و فواصل سیلندری بررسی‌شده، در آرایش اریب شش الگوی جریانی شناسایی شد که شامل 1-رژیم جریانی دائم 2-رژیم جریانی تک جسم ( حالت تک فرکانسی و چند فرکانسی) 3-رژیم جریانی شکاف متناوب (حالت تک فرکانسی و چند فرکانسی) 4-رژیم جریانی غیر تناوبی (تک فرکانسی و چند فرکانسی) 5-رژیم جریانی متناوب 6- رژیم جریانی مستقل می‌باشند. همچنین در آرایش سیلندری پشت سرهم چهار رژیم جریانی 1- رژیم جریانی دائم 2-رژیم جریانی تک جسم 3- رژیم جریانی اتصال مجدد 4- رژیم جریانی ریزش گردابه همگام و در آرایش سیلندری پهلوبه‌پهلو شش رژیم جریانی 1-رژیم جریانی دائم 2- رژیم جریانی مستقل غیر هم‌فاز 3-رژیم جریانی همگام هم‌فاز 4- رژیم جریانی غیر پریودیک (نیم وارو) 5 – رژیم جریانی نیم وارو شکسته 6- رژیم جریانی مستقل شناسایی شد. این نتایج نشان می‌دهد که نوع آرایش دو سیلندر، فاصله بین سیلندری و تغییرات عدد رینولدز در تشکیل رژیم‌های جریانی مختلف ذکرشده تأثیر مستقیم دارند در این کار نیز عدد رینولدز شروع ریزش گردابه در هریک از سیلندرهای یک و دو با تقریب نسبتاً خوبی محاسبه شدند و در آخر میزان انتقال حرارت از روی دو سیلندر مربعی در زوایای سیلندر مختلف بررسی‌شده در فواصل سیلندری زیاد عدد ناسلت سیلندر یک به عدد ناسلت هندسه تک سیلندر نزدیک می‌شود

کلمات کلیدی: آرایش اریب؛ آرایش پشت سرهم؛ آرایش پهلوبه‌پهلو؛ ریزش گردابه؛ الگوهای جریان؛ عدد ناسلت؛ ضرایب لیف و درگ  

 

[1] Staggered arrangement

[2] Tandem arrangement

[3] Side By Side arrangement

تحت نظارت وف بومی