حل عددی تمام کوپله معادلات نویر استوکس غیرقابل تراکم با کمک روش گسسته سازی حجم محدود بر پایه المان محدود
پایان نامه
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده مهندسی مکانیک
- نویسنده هادی عطاری
- استاد راهنما علی اشرفی زاده
- سال انتشار 1393
چکیده
برخورد با مسئله در علوم مهندسی همواره به نیت حل آن و کمک به بهبود زندگی بشر بوده است. به این دلیل روش های حل مسئله همواره اهمیت بالایی دارد. یکی از این روش ها، روش عددی حل مسئله است. در تحقیق پیش رو معادلات حاکم بر مکانیک جریان سیال که به معادلات نویر استوکس شناخته شده اند، معرفی شده است و هدف اصلی این تحقیق معرفی روشی برای حل عددی این معادلات می باشد. در میان روش های حل این معادلات می توان به الگوریتم سیمپل که یکی از شناخته شده ترین این الگوریتم ها در این زمینه از سال 1972 نیز هست، اشاره کرد. در این الگوریتم معادلات جریان باهم حل نشده و پشت سر هم حل می شوند. این حقیقت، موجب بروز مشکلاتی در همگرایی این الگوریتم شناخته شده خواهد شد و مقادیر مجهول چنانکه باید از یکدیگر اثر نمی گیرند. تحقیق پیش رو با حل همزمان یا به بیان دیگر کاملاً ضمنی این معادلات با روشی جدید، توانسته الگوریتمی ارائه کند که با مصرف حافظه بیشتر، سرعت همگرایی، تعداد تکرارهای لازم برای همگرایی، پایداری همگرایی و محدوده همگرایی را به نسبت الگوریتم سیمپل و الگوریتم های مشابه آن تا حد قابل توجهی بهبود بخشد. به عنوان مثال برای کاهش تعداد تکرارهای لازم و افزایش سرعت همگرایی باید گفت که اگر مسئله حفره درپوش متحرک در عدد رینولدز 1000 به کمک روش سیمپل با 3757 تکرار و در مدت 2/178 ثانیه حل می شود، در الگوریتم حاضر مقادیر متناظر آن به 29 تکرار در مدت زمان 3/15 ثانیه تقلیل خواهد یافت. در مورد پایداری هم باید گفت که الگوریتم سیمپل مسئله حفره را نهایتاً تا عدد رینولدز 10000 حل می کند، درحالی که الگوریتم پیش رو توانایی حل تا مقادیر عدد رینولدز 35000 را نیز داراست که این حکایت از پایداری این روش دارد. از طرفی دیگر باید گفت که نتایج به دست آمده از حل مسائل شناخته شده با این الگوریتم، تطابق چشمگیری با سایر نتایج تاکنون ارائه شده در مراجع دارد. به نظر می رسد که به کارگیری چنین الگوریتمی، در قبال مصرف حافظه بیشتر، که در دنیای محاسباتی امروز مشکل بزرگی نیست، وقت و هزینه محاسباتی زیادی را برای ما حفظ خواهد کرد و توانایی ما را در حل عددی مسائل مختلف، بهبود خواهد بخشید
منابع مشابه
حل عددی شارشهای تراکمپذیر با روش حجم محدود بهبود یافته
بررسی و شناخت طرح جدیدی برای حل معادلات اویلر دو بعدی نشان داده میشود. حجم محدود جیمسون و همکاران با روش اصلاح شار بر پایه فیزیکی ارتقا مییابد. معادلات حاکم با روش حجم محدود صریح گسسته میشوند و سپس با استفاده از زمانروی تا رسیدن به یک حالت پایا حل میشوند. مدلی مناسب از اتلاف عددی به کار گرفته میشود. مزیت این روش سریع بودن همگرایی و افزایش محدوده پایداری است. برای ارزیابی قابلیت طرح، ت...
متن کاملمدل سازی عددی امواج تنها توسط معادلات بوسینسک پِرِگرین به کمک روش اجزاء محدود
از نگاه تاریخی، معادلاتی که قابلیت مدل سازی خواص پراکنش و غیر خطینگی امواج را دارند برای اولین بار برای شرح نتایج آزمایشگاهی امواج تنها توسط پرگرین(1967) به کار برده شدند. در سال 1972، پرگرین بر اساس معادلاتی که در سال 1967 به دست آورده بود، دستگاه معادلات جدیدی برای مدل سازی امواج در آب های کم عمق استخراج نمود. این معادلات، بعداٌ اساس استخراج دستگاه های معادلات آب های کم عمقی همچون مدسن-سورنس...
متن کاملحل عددی شارشهای تراکم پذیر با روش حجم محدود بهبود یافته
بررسی و شناخت طرح جدیدی برای حل معادلات اویلر دو بعدی نشان داده می شود. حجم محدود جیمسون و همکاران با روش اصلاح شار بر پایه فیزیکی ارتقا می یابد. معادلات حاکم با روش حجم محدود صریح گسسته می شوند و سپس با استفاده از زمانروی تا رسیدن به یک حالت پایا حل می شوند. مدلی مناسب از اتلاف عددی به کار گرفته می شود. مزیت این روش سریع بودن همگرایی و افزایش محدوده پایداری است. برای ارزیابی قابلیت طرح، تستهای...
متن کاملشبیهسازی عملکرد هیدرودینامیکی پیشبرندههای دریایی با کمک روش ترکیبی تئوری مومنتوم المان پره و حل معادلات متوسطگیری شده ناویر- استوکس
Hydrodynamic analysis of the marine propulsors with complex geometry such as podded drive systems, ducted propellers, and waterjet systems are more complicated than conventional propeller systems. This fact has caused the usage and development of numerical methods and techniques. The hybrid method to couple the Blade Element Momentum Theory (BEMT) with Reynolds-Averaged Navier Stokes method (RA...
متن کاملشبیهسازی عددی جریان سیال در میکرومیکسرهای دوبعدیی با کمک روش حجم محدود (یادداشت فنی)
امروزه با رشد فناوری ساخت در ابعاد کوچک، کاربرد تجهیزات در ابعاد میکرو و نانو در صنایع مختلف نظیر پزشکی، بیومکانیک، بیو شیمی و صنایع شیمیایی رشد چشمگیری یافته است. با توجه به مشکلات و هزینههای ساخت در این ابعاد، شبیهسازی و بهینه نمودن دستگاه قبل از ساخت و آزمایش ضروری به نظر میرسد. یکی از قسمتهای تأثیرگذار در تجهیزات سیالاتی در این ابعاد که وظیفه اختلاط سیالات قبل از واکنش یا آمادهسازی ترک...
متن کاملحل عددی معادله ریچاردز در جریان غیر اشباع با استفاده از روش حجم محدود
پیشرفت رایانهها و روشهای عددی امکان حل عددی مسائل پیچیدهتر در محیطهای متخلخل را با روشهای جدید میسر ساخته است. در این مقاله از روش عددی حجم محدود برای حل معادله ریچاردز و تعیین رطوبت و بار فشار در خاک غیر اشباع استفاده شده و یک مدل رایانهای تهیه گردیده است. جهت تخمین پارامترهای منحنی رطوبتی خاک، برنامه RETC با این مدل رایانهای هم پیوند شده، و سپس نتایج مدل رایانهای تهیه شده با داده...
متن کاملمنابع 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 مکانیک
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023