مدلسازی اثرات زبری جداره ها توسط روش گردابه های بزرگ (les)در کانالهای باز

پایان نامه
  • وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی عمران
  • نویسنده بهاره پیرزاده
  • استاد راهنما حمید شاملو
  • سال انتشار 1392
چکیده

حضور المانهای زبر در غالب کاربردهای مهندسی و اهمیت آشنایی الگوی جریان پیرامون این المانها، انگیزه اصلی بررسی ساختارهای جریان در مجاورت بستر زبر می باشد. بررسی جریان امروزه به کمک تکنیکهای قدرتمند در دینامیک سیالات محاسباتی و با بهره گیری از روشهای عددی با دقت بالا در مقایسه با روشهای آزمایشگاهی پرهزینه، مورد توجه قرار گرفته ا ست. هدف از این رساله، مطالعه ماهیت جریان روی بسترهای زبر در کانالهای روباز می باشد. بدین منظور یک کد عددی سه بعدی حجم محدود با شبکه لاگرانژی - اولری مجزا و مختصات منطبق بر جسم توسعه داده شده است. این کد با بکارگیری تکنیک گردابه بزرگ جریان به همراه توابع جداره قادر به ارائه ساختارهای ریز جریان در حضور زبریها می باشد. استفاده از روش گسسته سازی با مرتبه دقت بالا و همچنین قابلیت تعبیه شبکه بندی متغیر در عمق در این کد، امکان مدلسازی شرایط جریان پیچیده را با تعداد گره های محاسباتی کمتر و در عین حال دقت بیشتر فراهم نموده است. به کمک این کد، سه نوع زبری کروی، مثلثی و مربعی در شرایط چیدمان مختلف (که سه رژیم جریان نوع d، نوع k و بینابین را ایجاد می کند) و نسبتهای استغراق جریان متفاوت، شبیه سازی شده است. در کلیه حالتها، نتایج مربوط به مولفه های میانگین و نوسانی شامل توزیع سرعت میانگین در عمق، پروفیل لگاریتمی سرعت، شدت آشفتگی، تنش برشی رینولدز، انرژی جنبشی آشفتگی و تولید آشفتگی روی تاج و در حدفاصل بین المانها ارائه شده است. نتایج نشانگر شکلگیری لایه برشی در نزدیکی تاج المان بوده که حضور نقطه عطف در پروفیل سرعت، حداکثر شدت آشفتگی، انرژی جنبشی آشفتگی و تولید در این محل اتفاق می افتد. بیشینه اثرات زبری و مقاومت جریان نیز برای رژیم جریان بینابین اتفاق می افتد. همچنین نتایج بیانگر این مطلب بود که با کاهش تراکم المانهای زبر، هر دو اثر چیدمان و نسبت استغراق مهم می باشند. در مجموع، انطباق قابل قبول نتایج عددی استخراج شده با داده های آزمایشگاهی مرجع مورد مطالعه، قابلیت کد توسعه داده شده و روشهای عددی بکاررفته در آنرا نشان می دهد.

منابع مشابه

بررسی فضاهای باز احتمالی موجود در کانالهای کلسیفیه توسط استریو میکروسکوپ

مقدمه یکی از مشکلات شایع حین کار درمان ریشه کلسیفیکاسیون پالپ است.  آنچه که درمان اینگونه دندانها را مشکل تر می سازد اینست که علیرغم انسداد در نمای رادیوگرافیک و عدم ورود کلینیکی فایل به داخل کانال، مسیر کانال اغلب بطور کامل مسدود نمی باشد که این مسئله در بسیاری از موارد منجر به شکست درمان می گردد. هدف از این مطالعه بررسی میکروسکوپیک  فضاهای باز موجود در کانالهایی است که در بررسی کلینیکی و راد...

متن کامل

شبیه سازی جریان اطراف توربین باد محور افقی با سرعت های دورانی متفاوت به روش شبیه سازی گردابه های بزرگ

در کار حاضر تمرکز بر جریان اطراف یک توربین باد محور افقی است.از شبیه­سازی گردابه­های بزرگ به منظور  مطالعه سرعت­های دورانی مختلف استفاده شده است. تانسور تنش پسماند غیر ایزوتروپیک با استفاده از مدل زیر شبکه اسماگورینسکی به دست می­آید. مطالعه حاضر با نسبت سرعت نوک پره 3، 6 و 10 بررسی شده است. نتایج کار حاضر با نتایج تجربی گزارش شده در کارهای گذشته تطابق خوبی دارد. گسترش دنباله در امتداد خط افقی گ...

متن کامل

بررسی اثرات فرکانس تقلیل یافته روی گردابه ها و نیروهای آیرودینامیکی وارد بر بالهای مثلثی

ساختار گردابه های بوجود آمده روی بالهای مثلثی شکل در زوایای حمله مختلف مورد ت=حلیل و بررسی قرار گرفته است. این بررسی شامل تحلیل گردابه ها قبل و بعد از انفجار (Burst) بکمک روابط تجربی و تئوری بوده است. همچنین ضرایب نیروی عمودی و پسا و نیز موقعیت نقطه انفجار در حالتهای دائم و غیر دائم (استاتیک و دینامیک) با داشتن اطلاعات تئوری و تجربی برای بالهایی با زاویه پسگرای 60تا75 درجه محاسبه گردیده اند. نت...

متن کامل

مدل سازی عددی اغتشاش در جریان احتراقی اسپری دیزل با استفاده از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ

در موتورهای دیزل پاشش مستقیم امروزی، فرآیندهای اسپری و احتراق آن، از طریق اختلاط کنترل می‌شوند. در روش شبیه سازی گردابه‌های بزرگ به دلیل اینکه مقیاس‌های بزرگ جریان به طور مستقیم حل می‌شوند و مقیا سهای کوچک مدل می‌شوند، بنابراین اختلاط هوا و بخار سوخت به روش شبیه سازی گردابه‌های بزرگ بهتر پیش بینی می‌شود و در نتیجه قابلیت پیش بینی مشخصات جریان واکنشی افزایش می یابد. در این پژوهش اغتشاش در جریان ...

متن کامل

مقایسه مدل های زیرشبکه اغتشاشی برای مدل سازی آتش استخری بزرگ مقیاس به روش شبیه سازی گردابه های بزرگ

در این مقاله، مدل‏ های زیرشبکه اسماگورینسکی و یک معادله ‏ای ساده در روش شبیه‏ سازی گردابه‏ های بزرگ برای مدل‏ سازی آتش استخری، در مقیاس بزرگ مقایسه شده ‏اند. شبیه‏ سازی برای آتش استخری متان با قطر سوخت ورودی یک متر و حرارت آزاد شده 07/2 مگاوات صورت گرفته است. بر اساس مدل کسر مخلوط و واکنش تک مرحله‏ ای، تغییرات لحظه‏ای سرعت عمودی و متوسط‏ سرعت‏های عمودی، افقی و انرژی جنبشی اغتشاشی محاسبه و با مق...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی عمران

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023