نام پژوهشگر: قاسم حیدری‏نژاد

توسعه مدل زیرشبکه سازگارتر با روش les برای شبیه‏سازی عددی آتش در فضای بسته
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس - دانشکده فنی 1392
  هادی پاسدار شهری   کیومرث مظاهری

افزایش سرعت پردازش کامپیوترها و توسعه روش‏های دینامیک سیالات محاسباتی، زمینه را برای بکارگیری مدل‏های فیزیکی کامل‏تر در تعیین رفتار آتش‏سوزی فراهم نموده است. به همین منظور توجه زیادی به استفاده از مدل‏های جامع و پیچیده‏ی اغتشاشی، احتراقی، تابشی، تجزیه و تشکیل دوده معطوف بوده است. در این رساله، با توجه به اهمیت مدل اغتشاشی و نقش آن در پیش‏بینی رفتار آتش‏سوزی، مدل‏های زیرشبکه اسماگورینسکی و یک-معادله‏ای در روش شبیه‏سازی گردابه‏های بزرگ برای پیش‎بینی رفتار جریان آتش‏سوزی به همراه مدل احتراقی اصلاح‏شده اتلاف گردابه و مدل تابشی جهات گسسته بکار رفته است. این مدل‏ها در سناریوهای مختلف آتش‏سوزی به لحاظ میزان دقت آن‏ها مقایسه شده‏اند. اولین سناریوی مورد بررسی، آتش‏سوزی بزرگ مقیاس در محیط باز است. این سناریو در میزان حرارت‏ آزاد شده در سه حالت مختلف بررسی شد. در این سناریو، مشاهده شد که به طور کلی مدل یک-معادله‏ای به دلیل پیش‏بینی دقیق‏تر کمیت‏های اغتشاشی، مقادیر سرعت عمودی و افقی و دما را با دقت بالاتری تخمین می‏زند. همچنین میزان خطای مدل یک-معادله‏ای در ناحیه پلوم آتش استخری کاهش چشمگیری دارد. رفتار نوسانی آتش استخری نیز با دقت بالاتری نسبت به مدل اسماگورینسکی تخمین زده می‏شود. به دلیل اهمیت بررسی آتش‏سوزی در فضاهای بسته، دو سناریو آتش‏سوزی در فضای یک-اتاقی (شش حالت حرارت آزاد شده و ابعاد بازشو مختلف) و دو-اتاقی (سه حالت حرارت آزاد شده و مکان مختلف منبع آتش) مورد بررسی قرار گرفت. در سناریوی آتش‏سوزی یک-اتاقی مشاهده شد که مقدار سرعت در ناحیه دما پایین بازشو، در مدل‏های شبیه‏سازی گردابه‏های بزرگ به طور متوسط تا 18 درصد دقیق‏تر از مدل‏های اغتشاشی متوسط‏گیری زمانی معادلات ناویر استوکس در مطالعات پیشین است. همچنین مدل یک-معادله‏ای پیش‏بینی دقیق‏تری از سرعت در نواحی دما بالا دارد. در تمامی مدل‏های استفاده شده در ناحیه دما پایین، به خوبی مقدار دما تخمین زده می‏شود اما میزان خطا در ناحیه دما بالا افزایش می‏یابد. روند تغییر دما از ناحیه دما پایین به ناحیه دما بالا در مدل یک-معادله‏ای با نتایج تجربی سازگارتر است. مقایسه کمیات ماکروسکوپی ارتفاع صفحه خنثی و میزان دبی هوای ورودی به اتاق نیز نشان از برتری مدل یک-معادله‏ای نسبت به سایر مدل‏ها دارد. در سناریوی آتش‏سوزی در فضای دو-اتاقی مشاهده شد که هم در اتاق آتش و هم در اتاق مجاور آن، هر دو مدل زیرشبکه به لحاظ کیفی تغییرات دمایی را به خوبی پیش‏بینی می‏نمایند. نتایج دو مدل در ناحیه دما پایین، اختلاف چندانی ندارد. داخل اتاق آتش، دو مدل، دما را در ناحیه دما پایین، کمتر از مقدار تجربی پیش‏بینی می‏کنند. اما در ناحیه دما بالا بیش‏ پیش‏بینی دما مشاهده می‏شود. در تمامی نواحی داخل اتاق آتش، مدل یک-معادله‏ای دقت بالاتری دارد. سناریوی چهارم از مطالعات، آتش‏سوزی در مجاورت دیوار عمودی (دو حالت حرارت آزاد شده مختلف) و جریان القایی حاصل از آن، نشان داد، مدل یک-معادله‏ای استفاده شده، دقت قابل قبولی در پیش‏بینی رفتار جریان القایی آتش دارد. به طور کلی، دما و سرعت متوسط جریان در مجاورت دیوار بیشتر از مقادیر تجربی تخمین زده می‏شود. اما با فاصله گرفتن از دیوار آتش‏گیر و در ناحیه پلوم حرارتی، دقت مدل در پیش‏بینی این کمیت‏ها افزایش می‏یابد.

بهینه سازی سیکل تبرید اجکتوری جهت بالا بردن راندمان سرمایشی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تربیت مدرس 1388
  ریوف داستانیان   قاسم حیدری‏نژاد

سیکل تبرید اجکتوری به دلیل ایجاد سرمایش مورد نیاز ساختمان ها با استفاده از منابع انرژی با کیفیت پایین امروزه مورد توجه محققین زیادی قرار گرفته است . با وجود اینکه این سیکل در مقایسه با سیکل تبرید تراکمی از راندمان کمتری برخوردار است ولی مصرف کم برق آن و همچنین نبود قطعات متحرک در این سیستم ها می تواند دلیل قانع کننده ای برای جایگزینی این سیکل ها به جای سیکل های تبرید تراکمی معمولی باشد. هدف از انجام این تحقیق بررسی عوامل موثر بر عملکرد سیکل تبرید اجکتوری می باشد. درکل کارایی سیکل تبرید اجکتوری به سه عامل مهم بستگی دارد که این سه عامل به ترتیب شامل دما وفشار مبرد در نقاط مختلف اجکتور (بویلر، کندانسور و اواپراتور) ، هندسه اجکتور و نوع مبرد استفاده شده جهت سرمایش می باشد. در این تحقیق به دو روش کارایی اجکتور مورد بررسی قرار گرفته است که در روش اول که در این تحقیق به روش هندسه ثابت از آن یاد می شود، هندسه اجکتور ثابت در نظر گرفته شده است و تغییرات راندمان با تغییر فشار و دمای مبرد در نقاط مختلف سیکل بدست می آید. محققینی که در عرصه اجکتور فعالیت داشته اند به بررسی کارایی اجکتور ومقایسه عملکرد آنها با استفاده از مبردهای مختلف استفاده شده در سیکل با هندسه ثابت پرداخته اند. ولی آنچه که مشخص است، این مطلب می باشد که یک سیکل تبرید اجکتوری که جهت ایجاد سرمایش برای اهداف تهویه مطبوع طراحی می شود، همیشه با یک دمای ثابت کندانسور و اواپراتور روبرو می باشد و عواملی که به طراح اختیار عمل می دهد شامل دمای بویلر ، نوع مبرد و هندسه اجکتور می باشد، که در روش دوم که به روش طراحی از آن یاد می شود به این بخش پرداخته شده است. در این قسمت دمای کندانسور و اواپراتور ثابت در نظر گرفته شده و مقدار دمای بویلری وهندسه ای که می تواند مقدار نسبت مکش ثابتی را که از اجکتور مطالبه شده برای طراح فراهم کند، بدست می آید.