کیومرث مظاهری
استاد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس
[ 1 ] - بررسی پدیده کاهش نیروی پسا در یک جریان مغشوش سیال ویسکوالاستیک به روش شبیهسازی عددی مستقیم DNS
شبیهسازی عددی مستقیم جریان متلاطم سیال ویسکوالاستیک، به دلیل اهمیت آن در پیش‌بینی پدیده کاهش پسا و ارائه مدلهای تلاطم مخصوص جریانهای ویسکوالاستیک، بخش قابل توجهی از مطالعات مرتبط با سیالات غیرنیوتنی را به خود اختصاص داده است. در این مطالعه، پس از معرفی پدیده کاهش پسا، معادلات حاکم در سه بعد و غیر دائم جهت شبیهسازی عددی مستقیم جریان متلاطم در یک کانال با استفاده از مدل ویسکوالاستیک گزیکس بررسی...
[ 2 ] - مدل سازی کوره دوار سیمان بر اساس مدل اِسپنگ به منظور بررسی تولید CO2 در فرآیند تولید سیمان
کوره های دوار سیمان به طور گسترده برای تبدیل خوراک خام به کلینکر مورد استفاده قرار می گیرند. مدل سازی کوره دوار سیمان با توجه به شرایط حاکم بر آن (شامل انتقال حرارت هدایت، جابجایی و تشعشع، واکنش های شیمیایی بین مواد جامد و جریان گاز و چرخش کوره) دارای معادلات دینامیکی پیچیده و غیرخطی می باشد. در تحقیق حاضر با اِعمال یک مدل یک بعدیِ در حالت پایا مبتنی بر مدل اِسپنگ رفتار فرآیندهای درون کوره دوار سی...
[ 3 ] - کاهش تولید NOx محفظه احتراق توربین گاز با تزریق بخار به روش CLN
اکسید نیتروژن یکی از مهمترین آلاینده‌های توربین گازی است. در کار حاضر محفظه احتراق توربین گاز با هدف کاهش NOx شبیهسازی شده است. در اکثر کارهای تحقیقاتی و صنعتی، برای کاهش تولید NOx تزریق بخار به صورت جداگانه یا به صورت پیش‌آمیخته با هوا به محفظه احتراق انجام می‌شود. اما در روش CLN بخار به صورت پیش‌آمیخته با سوخت به محفظه احتراق تزریق می‌شود. شبیه سازی CFD برای یک محفظه احتراق غیرپیش‌آمیخته به...
[ 4 ] - بررسی تاثیر مدل ماده آستر (Liner) در شبیه سازی پرتابه های شکل یافته انفجاری (EFP)
هدف این مقاله بررسی تاثیر مدل ماده فلزی آستر بر شکل نهایی و نتایج بدست آمده از شبیهسازی پرتابه شکلیافته انفجاری یا EFP می باشد. مدلهای ماده در نظر گرفته شده شامل سه مدل جانسون – کوک ، اشتنبرگ و زریلی- آرمسترونگ است. نتایج حاصل نشان میدهد که هر سه مدل یادشده دارای دقت بسیار خوبی در شبیه سازی EFP میباشند. از میان این مدلها، نتایج مدل زریلی- آرمسترونگ دارای دقت بیشتری در تعیین شکل پرتابه و م...
[ 5 ] - مقایسه مدلهای پیش‌بینی پارامترهای امواج انفجاری ابر هوا- سوخت
مهم ترین مدل‌هایی که پارامتر های انفجار ابر هوا- سوخت را پیش بینی می کنند عبارتند از: مدل هم ارزیTNT، مدل چند انرژی و مدل Baker-Strehlow-Tang (BST). در کار حاضر به مدل سازی انفجار ابر هوا- سیکلوهگزان در نیروگاه فلیکسبورگ، توسط هریک از روش های مذکور پرداخته شده و نتایج پیش بینی شده با مقادیر مشاهده شده مقایسه گردیده است. تحقیق حاضر نشان می دهد که مدل هم ارزی TNT اغلب فشار بالاتری را نسبت به...
[ 6 ] - دو شاخگی جبهه شعله انتشاری در پدیده خاموشی-اشتعال مکرر در احتراق پیش مخلوط هیدروژن/هوا در میکرو کانال گرم شونده
در کار حاضر، پدیده خاموشی- اشتعال مکرر برای مخلوط هیدروژن-هوا در یک میکرو کانال گرم شونده به صورت عددی شبیهسازی می‌شود. در شبیهسازی عددی از فرمول بندی عدد ماخ پایین، سینتیک تفصیلی و ضرایب نفوذ مولکولی مختلف برای گونه‌ها استفاده می شود. تأثیر پارامترهای سرعت جریان ورودی، نسبت هم ارزی و عرض کانال بر دامنه و فرکانس پدیده خاموشی- اشتعال مکرر بررسی می‌شود. نتایج نشان میدهد که افزایش سرعت ورودی با...
[ 7 ] - توسعه‌ی روش سهمی‌گون تکه‌یی(PPM) چندماده‌یی بااستفاده از روش بازسازی مرز VOF
عدم توجه به وجود مرز بین مواد در میدان حل، حتی در استفاده از روش‌های حل عددی با دقت بالا، نظیر روش سهمی‌گون تکه‌یی (PPM) ، به اختلالاتی همچون ناپایداری و واگرایی نتایج طی فرایند حل عددی یا نادرستی نتایج می‌انجامد. به‌منظور جلوگیری از بروز چنین مواردی، از روش‌های دنبال‌سازی مرز استفاده می‌شود. در روش‌های دنبال‌سازی مرز، موقعیت و شکل مرز بین دو ماده در هر بازه زمانی تعیین، و سپس خواص سلول‌های ش...
[ 8 ] - مقایسه‌ی سازوکارهای کامل و کاهش‌یافته‌ی سینتیک احتراق متان در مدل‌سازی عددی مشعل متخلخل
در این نوشتار، سازوکارهای احتراق کامل و کاهش‌یافته از نقطه‌نظر کاربرد در مشعل متخلخل مقایسه شده است. از آنجا که سازوکارهای احتراق کامل تنوع گسترده‌یی دارند و نیز با توجه به احتراق متان، در گام نخست معروف‌ترین آنها یعنی سازوکار احتراقی GRI3.0 و سازوکار پیشنهادی میلر انتخاب شده‌اند. در گام دوم سازوکارهای کاهش‌یافته‌ی حاصل از دو سازوکار کامل مذکور مورد بررسی قرار گرفته‌اند که از آن میان سازوکار ...
[ 9 ] - تسخیر دقیق موج ضربه‌یی با انتخاب لزجت مصنوعی مناسب
اضافه‌کردن یک عبارت غیرفیزیکی با عنوان «لزجت مصنوعی» به معادلات غیرلزج اویلر، حاکم بر حرکت سیال، به‌منظور تسخیر خودکار موج ضربه‌یی یکی از قدیمی‌ترین ابزارهای ریاضی در دینامیک سیالات محاسباتی است. تاکنون فرم‌های گوناگونی از لزجت مصنوعی ارائه شده است. اکثر این فرم‌ها دارای ضرایبی دلخواه‌اند که با توجه به مسئله‌ی مورد بررسی تعیین می‌شوند. هدف پژوهش حاضر انتخاب نوعی از لزجت مصنوعی است که ما را از ا...
[ 10 ] - تأثیر مدل‌سازی تراک1 در محاسبه خواص موج بلاست ناشی از انفجار ابر هوا- سوخت
هدف کار حاضر بررسی تأثیر دقت شبیهسازی موج تراک ایجاد شده در یک ابر هوا- سوخت در شبیهسازی عددی موج بلاست ناشی از آن می‌باشد. در کار حاضر از سینتیک شیمیایی کامل در مدل‌سازی تراک استفاده شده است. برای این منظور از یک مکانیزم سینتیکی کوتاه شده 25 مرحله‌ای برای واکنش استیلن، اکسیژن و رقیق‌کننده آرگون، استفاده گردیده است. در راستای هدف کار حاضر مشخصات بلاست ناشی از این مدل‌سازی سینتیکی، با مشخصات ب...
[ 11 ] - شبیهسازی دینامیک حباب حاصل از انفجار زیر آب با استفاده از روش گودونفی مرتبه سوم لاگرانژی
عمده ترین تفاوت میان انفجار زیر آب و انفجارهای معمولی (انفجار در هوا) مربوط به دینامیک محصولات انفجار است.در انفجار زیر آب توده گازی حاصل از انفجار میدان فشار خاصی در آب تولید می‌کند که شامل موج ضربه ای اولیه و پالسهای ثانویه است در این تحقیق رفتار حباب حاصل از انفجار ماده منفجره کروی شکل در زیر آب مورد بررسی قرار گرفته است. این بررسی با استفاده از معادلات اولر یک بعدی و در مختصات لاگرانژی انجا...
[ 12 ] - بسته‌های نسوخته گازی در تراک‌های با ساختار نامنظم (علمی-پژوهشی)
Abstract A two-dimensional numerical simulation is performed in the present work to study the structure of a detonation wave in high activation energy mixtures, which are characterized by their turbulent reaction zone structure and unreacted pockets. The process of transverse wave and triple point collision with the channel walls, formation and consumption mechanism of unburnt gas pockets is e...
[ 13 ] - راهکارهای کاهش هزینه کارکرد کوره دوار ذوب چدن با استفاده از شبیه سازی ترمودینامیکی
: In this paper, in order to introduce manufacturing cost reduction methods, using a thermodynamic approach, the performance of cast iron rotary furnaces is analyzed. To do so, the furnace atmosphere is chosen as a control volume. Then, heat sources, heat sinks and heat loss mechanisms are recognized and the first law of thermodynamic is applied to the control volume. The analysis showed that r...
[ 14 ] - مقایسه مدلهای زیرشبکه اغتشاشی برای مدل‌سازی آتش استخری بزرگ مقیاس به روش شبیهسازی گردابه‌های بزرگ
The Smagorinsky and One-Equation sub-grid scales (SGS) for modeling of large scale pool fire using Large Eddy Simulation (LES) has been used and compared. The fire heat release rate was 2.07 MWatt and the fuel was Methane. Based on the mixture fraction approach and infinity fast chemistry assumption, the mean velocity profile and turbulence kinetic energy are calculated and compared against exp...
[ 15 ] - مطالعه عددی تاثیر سینتیک شیمیایی و مدل تشعشعی بر میدان دما و سرعت در احتراق گاز طبیعی- اکسیژن با استفاده از مدل احتراقی فلیملت پایا
هدف مطالعه حاضر بررسی تاثیر سینتیک شیمیایی و مدل تشعشعی در شبیهسازی احتراق گاز طبیعی- اکسیژن با استفاده از مدل احتراقی فلیملت است. بدین منظور از سه سینتیک شیمیایی C1_C3، DRM22 و GRI3.0 جهت بررسی سینتیکی و از دو مدل تشعشعی DO و P1 به‌منظور بررسی تاثیر مدل تشعشعی استفاده شده است. همچنین نتایج حاصل از در نظر گرفتن انتقال حرارت تشعشعی با شرایط بدون تشعشع نیز مقایسه شده است. نتایج حاصل از مدل فلیمل...
[ 16 ] - مطالعه عددی تاثیر تزریق هیدروژن و بخارآب به منظور کاهش میزان مونوکسیدکربن تولید شده ناشی از تزریق دی‌اکسید کربن درون اکسید کننده در احتراق سوخت-اکسیژن
در مقاله حاضر تزریق بخار آب درون اکسیدکننده و تزریق هیدروژن درون سوخت به منظور کاهش میزان مونوکسید کربن تولید شده در فرآیند احتراق سوخت-اکسیژن همراه با تزریق CO2 درون اکسیدکننده مطالعه شده است. بدین منظور از شبیهسازی یک بعدی با استفاده از حلگر شعله نفوذی جریان متقابل و شبیهسازی سه بعدی با کمک نرم افزار اپن فوم استفاده شده است. در حل یک بعدی به بررسی تاثیر تزریق بخار آب درون اکسیدکننده و هیدرو...
[ 17 ] - بررسی اثر عدد چرخش و بازچرخش گازهای خروجی از دودکش در شبیهسازی عددی مشعل دوگانهسوز نیروگاهی رایج
هدف تحقیق حاضر بررسی اثر عدد چرخش مسیر هوای اولیه و بازچرخش گازهای خروجی از دودکش در جهت دسترسی به احتراقی بهتر در مشعل دوگانهسوز نیروگاهی DDZ-G12 است. برای صحتسنجی نتایج حاصل از حل‌گرهای توسعه داده‌شده، دو مسئله معیار حل و نتایج عددی با داده‌های تجربی مقایسه و مدلهای قابل اعتماد به‌منظور شبیهسازی جریان اغتشاشی و احتراقی غ...
[ 18 ] - پاسخ شعله پیش‌مخلوط آشفته رقیق به نوسانات سرعت ورودی و اثرتغییر نسبت هم‌ارزی و دمای مخلوط ورودی بر آن
چکیده:هدف از کار حاضر بررسی پاسخ شعله و اثر تغییر نسبت هم‌ارزی و دمای ورودی بر آن است. در این تحقیق، نرخ واکنش زیرشبکه با استفاده از مدل احتراقی چین خوردگی سطح شعله ولر محاسبه شده است. برای مدل‌کردن جریان مغشوش نیز از مدل LES استفاده شده است. تابع تبدیل شعله به عنوان پاسخ کمی حرارتی شعله درنظر گرفته شده است. نتایج حاضر نشان میدهد در هر فرکانس مورد بررسی، با افزایش دامنه، مقدار نسبت اندازه حر...
[ 19 ] - بررسی تاثیر هندسه محفظه و مشخصات مخلوط ورودی بر پایداری احتراق در ابعاد میکرو و تأثیر آنها بر بازده تشعشعی محفظه میکرو
در این مطالعه، به بررسی تأثیر وجود پله بر حد بیرون‌زدگی شعله و دمای دیواره خارجی محفظه احتراق، در ابعاد میکرو، پرداخته شده است. همچنین، تأثیر نسبت هم‌ارزی مخلوط ورودی و ضریب انتقال حرارت رسانشی محفظه احتراق بر بازده تشعشعی مطالعه شده است. تأثیر پله از دو دیدگاه مورد مطالعه قرار گرفته است. در بخش اول، تأثیر وجود پله، و در بخش دوم تأثیر اندازه پله و قطر محفظه مطالعه شده است. نتایج این مطالعات نشا...
[ 20 ] - مطالعه عددی تاثیر سرعت جریان ورودی بر روی مشخصه های دینامیک خاموشی- اشتعال مکرر برای احتراق پیش مخلوط رقیق هیدروژن/هوا در یک میکرو کانال گرم شونده
در تحقیق حاضر، تاثیر سرعت جریان ورودی بر روی مشخصه های پدیده خاموشی-اشتعال مکرر برای مخلوط رقیق هیدروژن-هوا (با نسبت هم ارزی 0/5) در یک میکروکانال، تحت گرادیان دمایی معین، به صورت عددی بررسی شده است. در شبیه سازی عددی از فرمولبندی عدد ماخ پایین، سینتیک تفصیلی و ضرایب نفوذ مولکولی مختلف برای گونه ها استفاده شده است. با استفاده از پارامترهای دامنه و فرکانس استخراج شده از میدان جریان، مشخصه ...
[ 21 ] - بررسی تأثیر مکانیزم شیمیایی در پیش‌بینی آلاینده NOxبا روش کاهش انتخابی غیرکاتالیستی
کوره‌های صنعتی و نیروگاه‌ها، با مصرف قابل توجه سوخت‌های فسیلی، نقش عمده‌ای درتولید آلاینده های هوا دارند. اکسیدهای نیتروژن ازجمله این آلاینده‌هایند. در تحقیق حاضر، اثر مکانیزم‌های سینتیک شیمیایی مختلف در پیش‌بینی اکسیدهای نیتروژن (NOx با روش کاهش انتخابی کاتالیستی در دودکش کوره‌های صنعتی و نیروگاه‌ها، به صورت عددی بررسی شده است. در این روش، آمونیاک در محدوده دمای بین 1150 تا 1350 کلوین به در...
[ 22 ] - بهبود شرایط کارکرد کوره دوار ذوب آلومینیوم با استفاده از شبیه سازی عددی
کوره دوار ذوب آلومینیوم برای بازیافت آلومینیوم از قطعات قراضه به کار می رود. کارکرد این کوره فرآیندی پیچیده و شامل پدیده های گوناگونی است که مهمترین آنها ذوب و اکسایش آلومینیوم، احتراق مغشوش سوخت گازی و تشعشع در یک بدنه دوار هستند. در تحقیق حاضر مدلی برای کوره دوار ذوب آلومینیوم ارائه شده است که کوره را به سه ناحیه لایه دیرگداز، ناحیه احتراق و ناحیه ذوب تقسیم می کند. بین این نواحی امکان تبا...
[ 23 ] - مطالعه عددی گذار از جت شعله آشفته به تراک در لوله‌ای با یک مانع
در این پژوهش، با استفاده از روش شبیهسازی گردابه‌های بزرگ (LES) به مطالعة شتاب‌گیری شعله و گذار از جت شعلة آشفته به تراک در لوله‌ای با یک مانع، که توسط مخلوط استوکیومتری هیدروژن-هوا پر شده، پرداخته شده است. به منظور شبیهسازی احتراق زیرشبکه از رویکرد شعله ضخیم شده مصنوعی(ATF) و به منظور مدل‌سازی دقیق‌تر اثرات واکنش‌های شیمیایی بر پدیدة حاضر از یک سینتیک 21 مرحله‌ای استفاده شده است. از آنجایی...
[ 24 ] - بررسی جریان القایی در هنگام آتش سوزی در مجاورت دیوار عمودی آتش گیر به روش شبیه سازی گردابه های بزرگ
در این مقاله، رفتار نوسانی و متوسط زمانی آتش سوزی در مجاورت دیوار عمودی و جریان القایی آن در حالت سه بعدی و ناپایا به روش شبیه سازی گردابه های بزرگ بررسی شده است. به منظور افزایش دقت محاسبه لزجت اغتشاشی، از مدل یک معادله ای برای اعمال اثرات زیرشبکه استفاده شده است. مدل سازی احتراق بر مبنای احتراق غیر پیش آمیخته و با استفاده از مدل اصلاح شده اتلاف گردابه برای روش شبیه سازی گردابه های بزرگ و مدل ...
[ 25 ] - بررسی عددی تاثیر نسبت انسداد و هندسه موانع بر شتاب‌گیری شعله و فشار حاصل از انفجارگازی
هدف از مقاله حاضر بررسی حضور موانع صلب، با نسبت انسداد و هندسه‌های مختلف، بر روی شتاب‌گیری شعله و فشار حاصل از انتشار شعله پیش‌آمیخته با استفاده از شبیهسازی گردابه‌های بزرگ است.در این تحقیق، نرخ واکنش زیرشبکه با استفاده از مدل احتراقی چین خوردگی سطح شعله ولر محاسبه شده است. در کار حاضر، سه نوع مانع با سطح مقطع دایره‌ای، مربعی و مثلثی با نسبت انسدادهایی در حدود 10 تا 72 درصد مورد بررسی قرار گر...
[ 26 ] - مدل سازی شتاب گیری شعله در انفجار ابر گازی در مقیاس بزرگ به وسیله مدل احتراقی ترکیبی جدید
در انفجار ابر گازی، به دلیل همراه شدن پدیده انتشار شعله و میدان جریان آشفته، که بر اثر وجود موانعی در مسیر انتشار شعله ایجاد می شود، چین و چروک هایی با ابعاد مختلف در جبهه شعله ایجاد می شود. به دلیل بر هم کنش شعله-گردابه، نرخ گسترش شعله و افزایش فشار تشدید می شود. چالش اساسی در مدل سازی این پدیده چگونگی محاسبه سرعت سوزش آَشفتگی است. در این مقاله از ترکیب دو روش معادله انتقال چروکیدگی سطحی شعله و...
[ 27 ] - مطالعه عددی تاثیر تزریق دی‌اکسید کربن درون اکسید کننده در احتراق متان- اکسیژن بدون شعله
هدف از مطالعه حاضر بررسی عددی تاثیر تزریق دی‌اکسید کربن بر احتراق متان- اکسیژن بدون شعله می‌باشد. بدین‌منظور رژیم‌های مختلف تشکیل شده در احتراق متان- اکسیژن، توزیع دما و نرخ آزادسازی حرارت در مقادیر مختلف تزریق دی‌اکسید کربن، حداقل مقدار CO2 مورد نیاز برای تزریق درون اکسیدکننده جهت دست‌یابی به احتراق متان- اکسیژن بدون شعله و بیشینه مقدار دی‌اکسید کربن قابل تزریق درون اکسیدکننده مورد بررسی قرار ...
[ 28 ] - Investigation of Air Turbulence Intensity Effect on the Flame Structure in Different Flame Holder Geometry
In this paper, the effect of air turbulence intensity on the flame structure in various radii and lengths of a flame holder numerically studied. Finite volume method is used to solve the governing equations. The obtained numerical results using realizable k-ε and β-PDF models show a good agreement with the experimental data. The results show that flame holder with greater lengths yield shorter ...
[ 29 ] - On Line Determination of Optimal Hysteresis Band Amplitudes in Direct Torque Control of Induction Motor Drives
In conventional direct torque control (DTC) of induction machines, undesirable flux and torque ripples are produced. These occur since non of the selected inverter's voltage vectors are able to generate the exact voltage required to produce the desired changes in the electromagnetic torque and stator flux linkage in most of the switching instances. In addition, when direct torque control is imp...
[ 30 ] - Numerical Study of Blast Initiation of Detonation Using a Two Step Chemical Kinetics Model
The effect of chemical reactions on the blast initiation of detonation in gaseous media has been investigated in this paper. Analytical method is based on the numerical solution of onedimensional reactive Euler equations. So far, analyses on the blast initiation of detonation have modeled the combustion process as a one-step chemical reaction, which follows the Arrhenius rate law. Previous stud...
[ 31 ] - Adaptive Unstructured Grid Generation Scheme for Solution of the Heat Equation
An adaptive unstructured grid generation scheme is introduced to use finite volume (FV) and finite element (FE) formulation to solve the heat equation with singular boundary conditions. Regular grids could not acheive accurate solution to this problem. The grid generation scheme uses an optimal time complexity frontal method for the automatic generation and delaunay triangulation of the grid po...
[ 32 ] - نقشه‌های دینامیک شعله برای احتراق رقیق هیدروژن – هوا در میکروکانال گرم شونده
در کار حاضر، دینامیک های شعله برای احتراق پیش آمیخته رقیق هیدروژن – هوا در یک میکروکانال گرم شونده با استفاده از شبیه سازی عددی استخراج می‌شود. به منظور شبیه سازی پدیده احتراق در این مقیاس معادلات نویر-استوکس به همراه معادلات بقای انرژی و بقای گونه با فرمولبندی عدد ماخ پایین و با در نظر گرفتن سینتیک جزیی در نظر گرفته می‌شود. با توجه به شرایط مختلف، سه رژیم خاموشی-اشتعال مکرر، رژیم پایای متقارن ...
[ 33 ] - مطالعه عددی تاثیر توان مشعل شعله تخت بر ایجاد توزیع دمای یکنواخت در کوره های کراکینگ
در مطالعه حاضر با کمک مطالعه عددی به بررسی ایجاد توزیع دمای یکنواخت بر روی لوله‌های فرآیندی به عنوان پارامتر اصلی در کوره‌های کراکینگ با استفاده از مشعل‌های شعله تخت با توان‌های حرارتی مختلف پرداخته شده است. با توجه به فقدان داده‌های تجربی جهت انجام اعتبارسنجی حلگر از دو مسئله معیار مشعل چرخشی و کانال با انتقال حرارت همزمان میان گازهای داغ احتراقی و سطح جامد استفاده شده است. جهت انجام بررسی‌ها ...
[ 34 ] - بررسی تاثیر فیزیکی و شیمیایی تزریق دی‌اکسیدکربن با مقادیر پیش‌گرمایش مختلف در احتراق بدون شعله
هدف از مطالعه حاضر شبیهسازی عددی مشعل بدون شعله همراه با تزریق دی‌اکسید کربن درون جریان اکسیدکننده با استفاده از نرم افزار متن باز اپن‌فوم است. همچنین اثر مقادیر مختلف دمای پیش‌گرمایش اکسید کننده در آن مورد مطالعه قرار گرفته است. به‌منظور انجام شبیه‌سازی‌ها از مدل احتراقی PaSR، مدل توربولانسی k-ε استاندارد با ضرایب اصلاح شده و همچنین مدل تشعشعی فاز گسسته همراه با محاسبه ضرایب جذب و گسیل با است...
نویسندگان همکار
A. Banai 1