نام پژوهشگر: محمد مهدی حاضری بغدادآبادی

روش شبکه بولتزمن چند بلوکی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد 1389
  محمد مهدی حاضری بغدادآبادی   شهرام طالبی

از آنجا که در بررسی تعداد زیادی از مسائل مطرح در حوزه مهندسی شامل جریان سیال و انتقال حرارت، راه حل های تحلیلی وجود ندارد، مدل سازی و حل عددی این گونه مسائل موضوعی درخور توجه است. در روش های معمول حل عددی، مانند روش های اختلاف محدود و حجم محدود، معادلات ناویر- استوکس معادلات حاکم بر جریان هستند. ولی از آنجا که این معادلات تنها در رژیم جریان پیوسته حاکم هستند، در استفاده از آن ها محدودیت وجود دارد. روش شبکه بولتزمن، یکی از روش های نوین در شبیه سازی عددی مسائل است که پیوستگی جریان در آن نقشی ندارد. در تمام روش های حل عددی، تعداد گره های میدان حل در صحت و دقت نتایج نقش اساسی دارند و با افزایش تعداد گره ها نتیجه دقیقتری به دست می آید. ولی تراکم گره ها در نواحی خاصی از میدان حل مد نظر است. در روش شبکه بولتزمن استفاده از شبکه غیریکنواخت به سادگی امکان پذیر نیست. ولی به دلیل نیاز به دقت بالا در برخی نواحی میدان حل به ناچار افزایش تراکم شبکه نیاز است. استفاده از شبکه یکنواخت با تراکم بالا باعث افزایش تعداد گره های محاسباتی و انجام محاسبات اضافی در نواحی غیر مورد نیاز می شود. برای رفع این مشکل از روش چند بلوکی استفاده می شود. در این روش، می توان نواحی مورد نیاز با دقت بالا را با شبکه ریز و نواحی دیگر را با شبکه درشت پوشش داد. در این پایان نامه روش چند بلوکی بر روی روش شبکه بولتزمن پیاده شده است. در بررسی انواع مختلفی از جریان ها بهترین حالت بلوک بندی میدان حل انتخاب شده است. ابعاد بلوک ریز و نسبت تراکم شبکه بین بلوک ها در نواحی از میدان حل که که به دقت بالایی نیاز دارند به عنوان پارامترهای تأثیر گذار بر روی نتایج مطالعه شده است. در نهایت جریان بین دو صفحه موازی، جریان روی پله، جریان داخل تقاطع و حفره با درپوش متحرک و جریان حول استوانه و ایرفویل برسی شده است. همچنین از روش شبکه بولتزمن برای بررسی انتقال حرارت هدایتی، استفاده شده و با روش چند بلوکی ترکیب شده است و انتقال حرارت از مقاطع مربعی و زانوی 90 درجه مورد بررسی قرار گرفته است. در تمامی مسائل مورد بررسی نتایج به دست آمده با نتایج تجربی و عددی موجود تطابق خوبی دارند.