Thesis

شبیه سازی عددی ارتعاشات اجباری حباب در داخل محفظه ای از مایع با استفاده از روش حجم سیال

Abstract

در این پروژه رفتار ارتعاشی یک حباب در داخل محفظه ای مملو از مایع تحت تاثیر یک تحریک نوسانی پیوسته خارجی با استفاده از روش حجم سیال به صورت عددی شبیه سازی شده است. کاربرد اصلی این فرآیند در بررسی اثر ارتعاشات نامطلوب خارجی بر روی سفینه ها و راکت های فضایی است. ابتدا محفظه ی مایع با استفاده از یک هندسه ی دوبعدی تقارن-محوری به صورت استوانه ای و سپس در شبیه سازی سه بعدی به صورت یک مکعب مستطیل مدل شده است. برای حل معادلات مومنتوم و پیوستگی حاکم بر مساله از روش تجزیه ی دومرحله ای استفاده شده است. همچنین، برای ردیابی سطح آزاد حباب و مدلسازی آن از روش حجم سیال استفاده شده است.در شبیه سازی سه بعدی، شرایط مرزی سرعت در ناحیه ی فصل مشترک حباب و مایع بهبود داده شدند تا بدین وسیله ناپایداری ها و اعوجاجات نامطلوب سطحی حباب به حداقل برسند.برای سنجش میزان اعتبار نتایج عددی، این نتایج با چندین مورد از نتایج آزمایشگاهی و عددی موجود در منابع مختلف مقایسه شده اند. مطابق اعتبارسنجی های انجام شده، نتایج عددی دوبعدی و سه بعدی پژوهش حاضر انطباق مناسبی با نتایج آزمایشگاهی و عددی موجود در منابع دارند. براساس نتایج به دست آمده، پاسخ ارتعاشی حباب به تحریک ارتعاشی خارجی دارای یک پاسخ دوره ای پایا و یک پاسخ دوره ای گذرا است. نتایج به دست آمده در پژوهش حاضر نشان می دهد، در صورتیکه در شرایط بی وزنی، رابطه ی ?(bo/re) (?(a/d))_^0.9>5×?10?^(-4) بین اعداد بدون بعد حاکم برقرار باشد، پدیده ی متلاشی شدن حباب اتفاق می افتد. وجود جاذبه باعث افزایش آستانه ی متلاشی شدن حباب می گردد.همچنین با افزایش چگالی مایع اطراف حباب، دامنه ی پاسخ ارتعاشی حباب افزایش می یابد. در صورتیکه شعاع مقطع محفظه ی مایع 3 برابر شعاع اولیه ی حباب در نظر گرفته شود، تاثیر دیواره های اطراف محفظه بر روی رفتار ارتعاشی حباب به حداقل می رسد. همچنین اگر دیواره های اطراف حباب به اندازه ی کافی از آن دور باشند، شکل اولیه ی محفظه تاثیری بر روی پاسخ ارتعاشی حباب نخواهد داشت.

Supervisors and advisors

محمد پسندیده فرد

Similar items

  • شبیه سازی عددی تولید قطره از یک محفظه متقارن محوری به کمک حباب جرقه ای

    Article2018مهندسی مکانیک دانشگاه تبریزسامرند کنعان، عبدالرحمان دادوند

    تولید کنندههای میکرو قطره به دلیل کاربردهای روز افزون، به زمینه تحقیقاتی مهمی تبدیل شده است. محققان روشهای مختلفی را برای تولید میکرو قطرات کنترل شده ارائه کردهاند. در این مقاله تولید قطره به کمک حباب جرقهای از طریق یک محفظه متقارن محوری بررسی شده است. فرایند شامل رشد و فروپاشی ح

  • شبیه سازی عددی انتقال حرارت درون یک محفظه مربعی با گرمکن موضعی با استفاده از روش شبکه بولتزمن

    Article2018مهندسی مکانیک ایرانمرضیه رضازاده، علی دوستعلی

    در این مقاله، انتقال حرارت جابجایی طبیعی دو بعدی در محفظه مربعی همراه با دو گرمکن موضعی در دیواره پایین که تحت شار حرارتی نوسانی قرار دارد، با استفاده از روش شبکه بولتزمن مورد بررسی قرار گرفته است. دیواره‌بالایی در محفظه در دمای ثابت سرد بوده و دیواره‌های جانبی و اطراف گرمکن‌ها ن

  • شبیه سازی عددی جریان خارجی لزج تراکم ناپذیر با استفاده از روش لاتیس بولتزمن بدون شبکه

    Articleمکانیک سازه ها و شاره هاالناز شایان، دانشجوی دکتری مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران عبدالرحمان دادوند، استادیار، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی ارومیه، ارومیه، ایران ایرج میرزایی، استاد، دانشکده مکانیک، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

    در سال­های اخیر روش شبکه بولتزمن به عنوان یک روش دینامیک سیالات محاسباتی جایگزین و امیدبخش برای شبیه سازی جریان­های پیچیده درآمده است. روش شبکه بولتزمن استاندارد علیرغم موفقیت­آمیز بودنش در بسیاری از کاربردهای عملی به یکنواختی شبکه در فضای فیزیکی محدود می­شود. این مهمترین عیب روش

  • شبیه سازی عددی جریان خارجی لزج تراکم¬ناپذیر با استفاده از روش لاتیس بولتزمن بدون شبکه

    Article2015مکانیک سازه ها و شاره هاالناز شایان، عبدالرحمان دادوند، ایرج میرزایی

    در سال­های اخیر روش شبکه بولتزمن به عنوان یک روش دینامیک سیالات محاسباتی جایگزین و امیدبخش برای شبیه سازی جریان­های پیچیده درآمده است. روش شبکه بولتزمن استاندارد علیرغم موفقیت­آمیز بودنش در بسیاری از کاربردهای عملی به یکنواختی شبکه در فضای فیزیکی محدود می­شود. این مهمترین عیب روش

  • شبیه سازی عددی جریان خارجی لزج تراکم¬ناپذیر با استفاده از روش لاتیس بولتزمن بدون شبکه

    Article2015مکانیک سازه ها و شاره هاالناز شایان، عبدالرحمان دادوند، ایرج میرزایی

    در سالهای اخیر روش شبکه بولتزمن به عنوان یک روش دینامیک سیالات محاسباتی جایگزین و امیدبخش برای شبیه سازی جریانهای پیچیده درآمده است. روش شبکه بولتزمن استاندارد علیرغم موفقیتآمیز بودنش در بسیاری از کاربردهای عملی به یکنواختی شبکه در فضای فیزیکی محدود میشود. این مهمترین عیب روش شبک

  • شبیه سازی عددی برخورد و حرکت حباب در کنار صفحه ی مایل به روش حجم سیال

    Article2015مهندسی مکانیک مدرسسجاد خدادادی، نیما سام خانیانی، مفید گرجی، داوود دومیری گنجی

    در این پژوهش برخورد حباب به صفحه مایل شبیه سازی شده است. برای شبیه سازی از روش حجم سیال در نرم افزار متن باز اپن فوم (حلگر اینترفوم) استفاده شده است. دو سیال غیرقابل تراکم هستند و کشش سطحی بین دوفاز با روش csf درنظر گرفته می شود. در مطالعه ی حاضر تأثیر پارامترهایی مانند زاویه شیب