نام پژوهشگر: احمد سوهانکار

کاهش نیروهای سیال بر روی دو سیلندر مربعی شکل پشت سر هم بوسیله یک صفحه کنترل کننده عمودی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد 1388
  ساسان ملک زاده دیلمقانی   احمد سوهانکار

در رساله حاضر، تأثیر قرار دادن یک صفحه کنترل کننده عمودی در بالادست جریان برای کاهش نیروهای سیالاتی اعمالی بر روی سیلندرهای مربعی شکل در محدوده جریان آرام و آشفته بررسی شده است. کلیه نتایج حاصله، با استفاده از یک کد حجم محدود مبتنی بر الگوریتم سیمپل سی و شبکه جابجانشده بدست آمده است. همچنین، از مدل توربولانسی برای مدلسازی جریان مغشوش استفاده شده است. در فصل اول و دوم این رساله، مروری بر مفاهیم اولیه و انواع روشهای کنترل جریان انجام شده است و پس از آن در فصل سوم جزئیات مسئله مورد تحقیق، معادلات حل شده، مدل های توربولانسی و روش عددی مورد استفاده در تحقیق حاضر شرح داده شده است. در فصل چهارم، ابتدا در محدوده جریان آرام، حالت بهینه (صفحه کنترل کننده با ارتفاع نصف طول ضلع سیلندر مربعی شکل در فاصله سه برابر طول ضلع سیلندر از آن قرار گیرد) برای کاهش نیروهای سیال بر روی تک سیلندر در عدد رینولدز 160=re ارائه شده است. سپس تاثیر عدد رینولدز 200~50=re بر کنترل جریان برای شرایط بهینه بررسی گردیده است. در مرحله آخر، تاثیر صفحه کنترل کننده بر جریان گذرنده از دو سیلندر پشت سرهم در عدد رینولدز 160=re مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل پنجم ابتدا برای اطمینان از اعتبار نتایج بدست آمده از مدل توربولانسی ، نتایج شبیه سازی شده توسط این مدل در رساله حاضر برای تک سیلندر و همچنین دو سیلندر مربعی شکل (بدون صفحه کنترل کننده) با نتایج مدلهای توربولانسی k-? در کار حاضر و دیگر نتایج منتشر شده عددی (les) و تجربی مقایسه شده است. سپس بررسی جریان بر روی تک سیلندر مربعی شکل در حضور صفحه کنترل کننده در عدد رینولدز 56000=re بررسی شده است. نهایتا، در فصل ششم نتیجه گیری و پیشنهاد برای کارهای بعدی ارائه شده است. نتایج این تحقیق نشان دادند که استفاده از صفحه کنترل کننده عمودی در بالا دست جریان موجب می شود تا نیروهای اعمالی بر روی سیلندر به میزان زیادی کاهش یابند. از جمله، میزان کاهش نیروی پسای کل در حالت تک سیلندری در جریان آرام 2/37 درصد و در حالت آشفته 64/53 درصد نسبت به حالت بدون کنترل کننده است. علاوه بر آن، استفاده از صفحه کنترل کننده به میزان زیادی از نوسانات نیروهای برآ و پسا بر روی سیلندر می کاهد.

تحلیل دینامیکی و کنترل سرعت پیگ بازرسی خطوط لوله به روش qft
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد 1388
  محاهد لسانی نجف آبادی   منصور رفیعیان

بازرسی خطوط لوله انتقال سیالات مدفون شده در زیر زمین، توسط روش های غیر مخرب، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. یکی از روش های این نوع بازرسی، استفاده از پیگ های مجهز به حسگرهای هوشمند است که قادر به اندازه گیری های خاصی در حین حرکت درون لوله هستند. حرکت این پیگ ها عموماً به کمک همان جریان سیال داخل لوله انجام می پذیرد. با توجه به تغییر موقعیت پیگ در لوله، فشار سیال تغییر کرده و به همین دلیل، سرعت پیگ می تواند کم یا زیاد شده و تأثیر نامطلوبی بر روی عملکرد حسگرهای نصب شده بر روی آن داشته باشد. از این جهت سرعت پیگ باید تقریباً ثابت نگه داشته شود. با در نظر گرفتن نیاز روزافزون صنایع نفت و گاز داخلی و نبود اطلاعات کافی برای کاربران و سازندگان این وسیله، در این پایان نامه سعی شده که معادلات دینامیکی حرکت پیگ با در نظر گرفتن اثرات متقابل جسم جامد و سیال تدوین شود. سپس برای کنترل سرعت آن با افزودن دریچه ای در مرکز آن و طراحی کنترل کننده ا-ی براساس روش qft، سعی می شود تا سرعت پیگ به صورت خودکار ثابت نگه داشته شود. در این تحقیق معادلات دینامیکی حرکت پیگ در مسیر لوله توسط قوانین نیوتن به دست می آیند. معادلات مربوط به نیروهای اعمالی از طرف سیال به پیگ نیز با نوشتن معادلات انتگرالی ممنتم برای دو حجم معیار قبل و بعد از پیگ و ساده سازی آنها به دست می آید. پس از ترکیب معادلات به دست آمده، معادله ی نهایی حاصل شده که به وسیله ی روش های عددی تحلیل می شود. تغییرات سرعت پیگ درون مسیر ترسیم و توانایی کنترل کننده ی طراحی شده به روش qft در ثابت نگه داشتن سرعت در مدلسازی ارائه شده، نمایش داده می شود

تاثیر زاویه حمله و عدد رینولدز بر جریان سیال و انتقال حرارت حول دو سیلندر مربعی پشت سر هم
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد 1391
  امین طالع زاده شیرازی   احمد سوهانکار

چکیده در رساله حاضر، اثر تغییر عدد رینولدز و زاویه حمله بر جریان سیال عبوری از سیلندرهای مربعی شکل بررسی شده است. همچنین با اعمال شرط مرزی دما ثابت بر روی دیواره سیلندرها، انتقال حرارت روی آن ها نیز مطالعه شده است. کلیه نتایج با استفاده از یک کد حجم محدود مبتنی بر الگوریتم سیمپل سی و شبکه جابجا نشده بدست آمده اند. مطالعات عددی حول هندسه تک سیلندری و دو سیلندری انجام شده است. بررسی در حالت تک سیلندری در هر دو ناحیه جریان آرام و مغشوش انجام شده و در حالت دو سیلندری تنها جریان آرام بررسی شده است. برای مدلسازی جریان در ناحیه مغشوش از مدل توربولانسی k-?-(?^2 ) ?-f استفاده شده است. در فصل اول این رساله مفاهیم مقدماتی مورد نیاز بیان شده و در فصل دوم مهمترین تحقیقات انجام شده در رابطه با تحقیق حاضر گردآوری و نتایج بطور مختصر تشریح شده اند. در فصل سوم جزئیات مسئله مورد تحقیق، معادلات حل شده، مدل توربولانسی و روش عددی مورد استفاده در تحقیق حاضر بیان شده است. برای بررسی جریان حول سیلندرها ابتدا در فصل چهارم، جریان سیال و انتقال حرارت حول هندسه تک سیلندری در اعداد رینولدز re=1-200,pr=0.71 و زوایای ?=0°-45° بطور کامل بررسی، و سپس در فصل پنجم به مطالعه جریان در حالت دو سیلندری پشت سرهم پرداخته شده است. در این فصل دو حالت متفاوت برای چیدمان سیلندرها در نظر گرفته شده که در حالت اول سیلندر بالادست در زاویه حمله صفر قرار دارد و اثر زاویه بر روی سیلندر پائین دست بررسی می شود. در حالت دوم سیلندر پائین دست در زاویه حمله صفر بوده و زاویه حمله سیلندر بالادست تغییر می کند. مطالعات این حالت در محدوده اعداد re=100-200 بوده و زاویه حمله سیلندرها در ?=5°-20° تغییر می کند. در فصل ششم این رساله جریان حول هندسه تک سیلندر در حالت مغشوش بررسی، و در فصل هفتم به جمع بندی نتایج و ارائه پیشنهاداتی جهت ادامه کار پرداخته شده است. از این رساله تا کنون یک مقاله در کنفرانس هوافضا (aero2010) چاپ شده که متن کامل آن در پیوست رساله موجود است.

مطالعه تاثیر نصب توری بر ویژگی های جریان تونل باد و بررسی جریان اطراف یک مدل سه بعدی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد 1388
  حامد پرویزپور   احمد سوهانکار

تونل باد از اهمیت زیادی در مطالعه و تحقیق مسائل مرتبط با جریان اطراف اجسام برخوردار است. تونل باد جریان هوای کنترل شده ای را ایجاد می کند که از اطراف مدل مورد نظر عبور کرده و بدین ترتیب اطلاعات لازم از چگونگی عبور جریان هوا از اطراف مدل به دست می آید. برای این منظور نیاز به تونل بادی با جریان هوای یکنواخت و حداقل اغتشاشات می باشد. در صورتیکه تاثیر جریان یکنواخت مد نظر باشد، مقدار شدت اغتشاش های ناخواسته بر روی نقطه شروع لایه مرزی گذرا روی مدل تاثیر گذاشته و نتایج حاصل از آزمایش از مقدار واقعی، منحرف می شوند. با توجه به آزمایش های انجام گرفته در این تحقیق به کمک جریان سنج سیم داغ، مشخص گردیده است که جریان تونل دارای اغتشاشات زیادی است و لازم است که با تدابیری میزان اغتشاشات را کاهش داد. از جمله روشهای پیشنهاد شده برای کاهش شدت اغتشاشات استفاده از توری ها و طراحی مناسب نازل می باشد، لذا با توجه به تونل باد موجود و عدم امکان تغییرات در طراحی نازل، در این تحقیق استفاده از توریها مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق ویژگی های جریان قسمت های مختلف تونل باد دانشگاه یزد قبل و بعد از نصب توری مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. سپس نتایج حاصله در دو حالت قبل و بعد از نصب توری مقایسه شده اند. در انتها نیز پس از کاهش شدت اغتشاشات و بهبود کیفیت جریان آزاد با نصب توری در محل مناسب، به عنوان نمونه، جریان در پایین دست یک سازه سه بعدی با مقطع مربعی در محدوده اعداد رینولدز 7333 تا 14666 مورد مطالعه قرار گرفته است. در فصل اول ابتدا مقدمه ای درباره تونل باد و ویژگی های جریان هوای آن ارائه شده است. سپس تحقیقات انجام شده در گذشته در بخش های جداگانه ارائه شده و جایگاه تحقیق حاضر تبیین شده است. در فصل دوم به تشریح انواع تونل باد ها، ویژگی ها و قسمت های مختلف آنها پرداخته شده و سپس ویژگی-های تونل باد دانشگاه یزد تشریح شده است. در فصل سوم نیز انواع وسایل مورد نیاز و روش های مختلف اندازه گیری دما، فشار و سرعت در تونل باد تشریح شده است. در فصل چهارم تجهیزات و نحوه استفاده آنها برای انجام تحقیق حاضر توضیح داده شده است. در فصل پنجم کیفیت جریان هوای بخش های مختلف تونل باد دانشگاه یزد از نظر غیر یکنواختی و اغتشاشهای سرعت مورد بررسی قرار گرفته و در ادامه با نصب توری ، اثرات آن بر ویژگی های جریان مطالعه شده است. در این فصل در مورد دیفیوزر و توری نصب شده بر آن توضیحاتی داده شده است. در انتها نیز اثرات توری نصب شده در دیفیوزر در بهبود کیفیت جریان و کاهش شدت اغتشاشات جریان آزاد اتاق آزمون اصلی و اتاق آزمون های اضافی ساخته شده و نیز دهانه خروجی نازل تونل باد دانشگاه یزد مورد بررسی قرار گرفته است. در فصل ششم جریان اطراف سازه سه بعدی با مقطع مربعی از جهت سرعت متوسط، اغتشاشهای سرعت و فرکانس ریزش گردابه ها مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج برای سه سرعت متفاوت ارائه شده است.

شبیه سازی عددی انتقال حرارت و جرم از یک جسم مستطیلی قرار گرفته در یک محفظه تهویه شده
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد 1388
  هادی زارع   علی اکبر دهقان

در این تحقیق مدلسازی عددی انتقال حرارت جرم از یک جسم قرار گرفته در یک محفظه تهویه شده بررسی شده است. دیواره های محفظه آریاباتیک می باشند. سیال که هوای گرم و خشک می باشد از دهانه ورودی به محفظه وارد می شود و پس از جذب رطوبت از جسم، از دهانه خروجی خارج می شود. انتقال مورد بررسی از نوع جابجایی اجباری و طبیعی می باشد، علاوه بر جابجایی اجباری، انتقال حرارت هدایتی نیز درون مانع داخلی وجود دارد. انتقال جرم از مانع داخلی به سیال نیز مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. معادلات حاکم، معادلات بقای جرم، ممنتم، انرژی و غلظت می باشند که به صورت دو بعدی بیان می شوند و پس از بی بعد سازی به روش حجم محدود گسسته سازی شده و سپس به روش گذرا حل شده اند. به منظور کوپل نمودن معادلات سرعت و فشار از الگوریتم simpler استفاده شده است. تحقیق حاضر شامل بررسی پارامترهایی از قبیل نسبت هدایت حرارتی جامد به سیال، نسبت هدایت غلظتی جامد به سیال، عدد لویس، عدد ریچاردسون، ابعاد و موقعیت جسم جامد داخلی، بر میدان جریان، انتقال حرارت و انتقال جرم می باشد. نتایج به دست آمده در قالب خطوط جریان، سرعت در میانه محفظه، کانتورهای دما و کانتورهای غلظت ارائه شده است. در نهایت با بررسی آرایش های مختلف ورود و خروج هوای گرم و خشک به محفظه و نسبت منظرهای مختلف جسم داخلی نتیجه می شود بهترین حالت برای ورود و خروج، حالتی است که جریان از میانه ضلع پایینی وارد شده و از سمت مقابل از وجه بالایی خارج شود. همچنین نسبت منظر مناسب نیز بدست آمده است.

بررسی عددی عملکرد یک دیوار ترومبی در شرایط آب و هوای خشک (یزد)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد 1389
  مهران ربانی   ولی کلانتر

در این تحقیق، مدلسازی عددی جریان جابجایی طبیعی آرام دو بعدی در یک اتاق با وجود دیوار ترومبی در حالت دائم و غیردائم بیان شده است. سقف و کف عایق می باشند و دیوار سمت راست اتاق با محیط بیرون انتقال حرارت از نوع جابجایی آزاد دارد و دیوار سمت چپ که از جنس شیشه می باشد ، دما ثابت است. در اینجا حرارت خورشید از شیشه عبور کرده و در دیوار جذب شده (به صورت شار ثابت روی دیوار عمل می کند)، که این عمل باعث گرم شدن هوای بین دیوار و شیشه (کانال) شده و به علت اختلاف دمای مابین کانال و اتاق باعث شکل-گیری جریان به صورت جابجایی آزاد در اتاق می شود (عامل اصلی، کاهش جرم حجمی هوای گرم می باشد)، علاوه بر این حرارت از طریق هدایت از دیوار به اتاق منتقل می شود. معادلات حاکم، معادلات بقای جرم، مومنتوم و انرژی می باشند که به صورت دو بعدی بیان می شوند و پس از بی بعد سازی به روش حجم محدود گسسته سازی شده و سپس به روش دائم و گذرا حل شده اند. به منظور کوپل نمودن معادلات سرعت و فشار از الگوریتم simpler استفاده شده است. تحقیق حاضر شامل بررسی عملکرد سیستم در حالت دائم و تاثیر پارامترهایی از قبیل نسبت هدایت حرارتی جامد به سیال، میزان شار حرارتی (تغییر عدد رایلی)، پهنای کانال، ارتفاع دریچه ها و ضخامت دیوار بر میدان جریان و انتقال حرارت می باشد. همچنین به نحوه عملکرد سیستم در حالت غیردائم و میزان انرژی ذخیره شده در دیوار و ضریب عملکرد سیستم پرداخته شده است. نتایج به دست آمده در قالب خطوط جریان، سرعت در مقاطع مختلف، دبی جرمی عبوری از دریچه ها و کانتورهای دما ارائه شده اند. در نهایت با بررسی پارامترهای مختلف، اندازه های بهینه سیستم به دست آمده و با مقایسه نتایج با نتایج حاصل از نرم افزار فلوئنت، درستی نتایج حاصل از کد نشان داده شده است.

مطالعه تأثیر دیوار و جریان برشی ورودی بر رفتار جریان سیال و انتقال حرارت از دو سیلندر پشت سر هم
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد 1389
  احسان رنگرز   احمد سوهانکار

در تحقیق حاضر، تأثیر وجود دیوار ساکن و میزان برش جریان ورودی بر رفتار جریان و انتقال حرارت از دو سیلندر مربعی پشت سر هم به صورت عددی و با استفاده از روش حجم محدود و الگوریتم simplec مورد مطالعه قرار گرفته است. در این تحقیق، جریان سیال نیوتنی تراکم ناپذیر دو بعدی در محدوده اعداد رینولدز آرام (70، 100 و150=re) و همچنین مغشوش (56000 و 22000=re) بررسی شده و برای ارزیابی چگونگی انتقال حرارت از سیلندر داغ، عدد پرانتل سیال برابر با 71/0 و عدد پرانتل مغشوش ثابت و برابر با 89/0 در نظر گرفته شده است. در تحقیق حاضر همچنین مقایسه ای بین طرح های گسسته سازی quick و charm انجام شده ومدل های توربولانسی k-? و k-?-v ?^2-f ارزیابی و برای هندسه های تحت بررسی در این تحقیق با یکدیگر مقایسه شده اند. برای بررسی دقیق تر و امکان مقایسه، ابتدا رفتار جریان و انتقال حرارت از سیلندر تکی مطالعه شده و سپس جریان عبوری از دو سیلندر مربعی پشت سر هم بررسی شده است. تحقیق حاضر در سه مرحله صورت پذیرفته است: بررسی تأثیر میزان برش جریان ورودی بر رفتار جریان و انتقال حرارت. تأثیر فاصله سیلندرها از دیوار بر رفتار جریان و انتقال حرارت. تأثیر توأمان وجود دیوار ساکن و جریان ورودی برشی بر رفتار جریان و انتقال حرارت از سیلندرها. لازم به ذکر است که در مطالعه حاضر تأثیر فاصله بین سیلندرها بر رفتار جریان و انتقال حرارت نیز بررسی شده است. در این تحقیق مشاهده شد که با وجود برش در جریان ورودی و همچنین با وجود دیوار ساکن در مجاورت سیلندرها می توان ریزش گردابه و نیروهای وارد شده بر سیلندرها را کنترل کرد. برش در جریان ورودی تأثیر چندانی بر میزان انتقال حرارت از سیلندرها ندارد اما وجود دیوار عایق در مجاورت سیلندرها انتقال حرارت از سیلندرها را کاهش می دهد.

کنترل جریان سیال و انتقال حرارت حول تک سیلندر مربعی و دو سیلندر مربعی در یک امتداد به وسیله مکش و دمش
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد 1389
  مهدی خدادادی   احمد سوهانکار

در تحقیق حاضر، کنترل جریان سیال و انتقال حرارت از تک سیلندر مربعی و دو سیلندر مربعی در امتداد هم با استفاده از مکش و یا دمش به صورت عددی و با استفاده از روش حجم محدود و الگوریتم simplec مورد مطالعه قرار گرفته است. در این تحقیق، جریان سیال نیوتنی تراکم ناپذیر دو بعدی در محدوده اعداد رینولدز آرام و مغشوش بررسی شده و برای ارزیابی چگونگی انتقال حرارت از سیلندر داغ، عدد پرانتل سیال برابر با 0.71 و عدد پرانتل مغشوش، ثابت و برابر با 0.89 در نظر گرفته شده است. برای بررسی دقیق تر و امکان مقایسه، ابتدا تأثیر میزان دمش و یا مکش یکنواخت بر سطح جلو، پشت، بالا و پایین سیلندر، بر رفتار جریان و انتقال حرارت در عدد رینولدز 150 به صورت مجزا مطالعه شده است (حالات ساده) و در ادامه با ترکیب حالات ساده، یک حالت ترکیبی بهینه برای جلوگیری از ریزش گردابه و کاهش پارامترهای آئرودینامیکی وارد بر تک سیلندر در اعداد رینولدز 70، 100 و 150 بدست آمده است. سپس تأثیر فاصله بین سیلندری بر رفتار جریان و انتقال حرارت به کمک حالت کنترلی بهینه بررسی شده است. در تحقیق حاضر همچنین مقایسه ای بین طرح های گسسته سازی quick و charm انجام شده و مدل های توربولانسی k-? و k-?-v2-f در اعداد رینولدز 16000 و 22000 ارزیابی و برای هندسه های تحت بررسی در این تحقیق با یکدیگر مقایسه می شوند. بررسی های انجام شده نشان می دهد، در رژیم جریان آرام اعمال دمش از سطح جلو و یا پشت تک سیلندر، فرکانس ریزش گردابه را می کاهد و با بکارگیری مکش از سطوح بالا و پایین از گسترش گردابه ها در امتداد عرضی جلوگیری می شود. دمش همدما بر تمام سطوح سیلندر داغ، جسم را عایق می کند. همچنین اعمال حالت کنترلی بهینه بر دو سیلندر در یک امتداد، از ریزش گردابه بین دو سیلندر و نیز سیلندر پایین دست جلوگیری می شود. استفاده از حالت کنترلی بهینه می تواند در میزان پارامتر کنترل کمتری در مقایسه با حالات ساده، از پدیده ریزش گردابه جلوگیری کند و نیروی پسای وارد بر سیلندر را کاهش دهد. در رژیم جریان آشفته پایداری حل و همگرائی در مراحل تکرار، با استفاده از طرح گسسته سازی charm بهبود می یابد.

بررسی تجربی جریان حول تک سیلندر و دو سیلندر سه بعدی با مقطع مربعی در آرایش پشت سر هم
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد 1389
  علیرضا موحدی   احمد سوهانکار

جریان حول اجسام جریان بند مثل سیلندرهای دو بعدی با مقاطع مربعی و دایره ای کاربرد گسترده ای در زمینه مهندسی دارد. مطالعه جریان حول تک سازه، به مدت زیادی به عنوان یک مورد پایه ای مورد مطالعه تجربی و عددی قرار گرفته است. این کار به دفعات، برای سیلندرهای دایره ای و به میزان کمتری برای سایر هندسه ها مثل: سیلندرهای مربعی، سیلندرهای مستطیلی، صفحات تخت و ... به هر دو روش عددی و تجربی انجام شده است. ولی وقتی یک سازه در ویک سازه دیگری قرار می گیرد، ویژگی های جریان و نیروهای آیرودینامیکی، به شدت وابسته به شکل، فاصله بین سازه ها، آرایش و نحوه قرار گیری سازه ها و جهت جریان می باشند. در این حالت اگر تاثیر اتصال سازه به دیوار نیز در نظر گرفته شود (سازه سه بعدی)، ساختار جریان پیچیده تر نیز می شود و در این شرایط، جریان بسیار متفاوت تر از جریان عبوری از یک سازه تنها و دو بعدی رفتار می نماید. در تحقیق حاضر، با استفاده از جریان سنچ سیم داغ جریان حول یک سیلندر سه بعدی با مقطع مربعی و نیز دو سیلندر سه بعدی با مقطع مربعی در آرایش پشت سر هم و متصل به کف تونل باد، در اعداد رینولدز مختلف بررسی شده است. با استفاده از نتایج تجربی، سرعت متوسط و شدت آشفتگی در جهت جریان، اثرات عدد رینولدز بر ویژگی های جریان و نیز تحلیل طیفی سیگنال های سرعت ارائه شده است. در فصل های اول و دوم این پایان نامه، مقدمه ای بر جریان حول سازه ها و نیز مروری بر کارهای انجام شده در این زمینه ارائه گردیده است. در فصل سوم، تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در این تحقیق معرفی می گردند. در فصل چهارم، نتایج مربوط به مطالعات انجام شده روی تک سیلندر سه بعدی با مقطع مربعی متصل به کف و در فصل پنجم، نتایج مربوط به دو سیلندر سه بعدی با مقطع مربعی متصل به کف در آرایش پشت سر هم ارائه می شوند. نتایج مربوط به سرعت متوسط، شدت توربولانس، تحلیل فرکانسی، مقدار نرخ استهلاک انرژی، مقیاس طولی کولموگروف و ... به تفکیک در این دو فصل ارائه می گردند. نهایتا در فصل ششم خطا و عدم قطعیت موجود در آزمایش ها مورد بررسی قرار می گیرند.

تحقیق عددی جریان سیال توانی حول دو سیلندر با مقطع مربعی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد 1390
  فرهاد نیک فرجام   احمد سوهانکار

مسئله جریان عبوری از یک سیلندر با مقطع مربعی مورد توجه بسیاری از محققین ودر زمینه آئرودینامیک اجسام جریان بند قرار گرفته است زیرا در زندگی واقعی، اکثر سازه های معماری از قبیل ساختمان ها،پل ها،ابنیه های تاریخی و ...، دارای مقاطعی مربعی یا مستطیلی می باشند. بسیاری از جریان های تئوری و عملی از قبیل مبدل های حرارتی پین شکل و لوله ای، تقسیم-کننده های جریان در فرآیندهای پلیمری، آیرودینامیک و خنک کردن قطعات الکترونیکی در شرایط خاص پدیده ریزش گردابه را از خود نشان می دهند.از طرفیاکثر ترکیبات چندفازی (فوم ها، سوسپانسیون ها و امولسیون ها) و سیستم های پلیمری با وزن مولکولی بالا (محلول ها، مذاب ها و مخلوط ها) تحت شرایط های مختلف جریان، رفتارهایی مشابه با رفتارهای برشی- نازک(n<1) و یا برشی- ضخیم (n>1) از خود نشان می دهند.علیرغم کاربرد گسترده سیالات توانی، اطلاعات ناچیزی از مشخصه های جریان سیالات توانی و انتقال حرارت آنها در یک جریان یکنواخت سیال در اطراف سیلندرهای مربعی موجود می باشد.بنابراین در این تحقیق سعی شده است، این نتایج در حد گسترده ای ارائه گردد. در فصل اول مقدمه ای درباره سیالات غیر نیوتنی و به ویژه سیالات توانی ارائه شده است. سپس در فصل دوم، تحقیقات انجام شده گذشتگان در بخش های جداگانه ارائه شده و جایگاه تحقیق حاضر تبیین شده است. در فصل سوم جزئیات هندسی مسئله مورد نظر در دامنه محاسباتی، معادلات حاکم و روش گسسته سازی آن ها، شرایط مرزی مورد استفاده بررسی شده است. در فصل چهارم نتایجمربوط به جریان آرام سیالات توانی عبوری از یک سیلندر مربعی به تفصیل مورد مطالعه قرار گرفته است. در ابتدای این فصل، استقلال شبکه هندسه های موردنظر بررسی شده، سپس نتایج به دست آمده در این تحقیق با نتایج گذشتگان مقایسه گردیده و پس از حصول اطمینان از صحت نتایج، در پایان این فصل، نتایج، پارامترها و نیز الگوهای متفاوت جریان در اعداد رینولدز و شاخص های توانی مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. در فصل پنجم نیز نتایج مربوط به حالت دو سیلندری در دو آرایش پشت سر هم و پهلو به پهلو در اعداد رینولدز و شاخص های توانی مختلف و برای عدد پرانتل 7/? به طور جامع در سه بخش مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش اول نتایج مربوط به حالت دو سیلندر پشت سر هم در فاصله بین سیلندری ?، در اعداد رینولدز مختلف مورد بررسی قرار گرفته و سپس در بخش دوم اثرات تغییر فاصله در این آرایش مطالعه شده است. در بخش پایانی نیز نتایج مربوط به حالت دو سیلندر در آرایش پهلو به پهلو و در فاصله بین سیلندری ? بررسی شده است. تحقیق حاضر در محدوده اعداد رینولدز ?? تا ??? و شاخص های توانی ?/? تا ?/? و عدد پرانتل ثابت ?/? بررسی شود که نتایج نشان داد سیالات برشی- نازک نرخ انتقال حرارت را افزایش می دهند درحالیکه سیالات برشی- ضخیم نرخ انتقال حرارت را کاهش می دهند. همچنین دیده شد که در حالت دو سیلندر پشت سر هم، برای تمام اعداد رینولدز و شاخص های توانی، سیلندر بالادست رفتار مشابهی با حالت تک سیلندری از خود نشان می دهد. در آرایش پهلو به پهلو و در محدوده اعداد رینولدز و شاخص-های توانی فوق، در اطراف دو سیلندر الگوی جریان هماهنگ غیر همفاز دیده شد.

شبیه سازی عددی اثر افزونه بر انتقال حرارت در جت متلاطم برخوردکننده به یک صفحه گرم
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد 1390
  عرفان خلجی   محمدرضا نظری

در تحقیق حاضر، ابتدا شبیه سازی عددی جت های برخوردکننده محدودشونده به صفحات تخت با استفاده از روش توربولانسی k-?-v^2-f مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، محدوده عدد رینولدز جریان ورودی بین 13500 تا 20000 و محدوده نسبت فاصله نازل تا صفحه برخورد بین 4 تا 10 همچنین تأثیر نوع پروفیل جریان ورودی اعم از توسعه یافته و یکنواخت برای جریان سیال تراکم ناپذیر دوبعدی در نظر گرفته شده است. در قسمت بعدی تحقیق، سعی شده است با قرار دادن افزونه در مسیر جریان و در مجاورت صفحه برخورد، آشفتگی جریان و میزان اختلاط سیال را (مخصوصا در نزدیکی صفحه برخورد) به گونه ای افزایش داده که کمترین میزان افزایش ضریب اصطکاک حاصل شود. بدین ترتیب میزان انتقال حرارت از صفحه برخورد افزایش یافته و میزان انرژی مصرف شده جهت نیل به این مقصود افزایش حداقلی خواهد داشت. در این قسمت عدد رینولدز ورودی re=20000 و نسبت فاصله نازل تا صفحه برابر 4 و 9.2 و ورودی جریان، توسعه یافته در نظر گرفته شده است. پارامترهایی که در این قسمت مورد مطالعه قرار قرار گرفته اند عبارتند از ابعاد افزونه، فاصله افزونه نسبت به صفحه برخورد و فاصله افزونه نسبت به صفحه تقارن جت. در تحقیق حاضر مشاهده شد مقدار بهینه افزایش انتقال حرارت توسط افزونه در حدود 9% و افزایش ضریب اصطکاک در حدود 8% می باشد، این در حالیست که به ازای برخی از هندسه های قرارگیری افزونه، نه تنها افزایش در میزان انتقال حرارت از صفحه برخورد را شاهد نیستیم بلکه شاهد کاهش منحنی عدد نوسلت (بخصوص در ناحیه سکون) و افزایش نامطلوب ضریب اصطکاک خواهیم بود که ناشی از عدم جایگیری صحیح افزونه در میدان جریان می باشد. در این تحقیق از کد کامپیوتری حجم محدود calc-bfc استفاده گردیده و معادلات فشار و سرعت با استفاده از الگوریتم simplec حل شده اند.

مرئی سازی جریان توسط دود در جریان عبوری از روی سیلندر با مقاطع دایره ای و مربعی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد 1390
  شهروز محققیان   احمد سوهانکار

جریان حول اجسام جریان بند مثل سیلندرهای دو بعدی با مقاطع مربعی و دایره ای کاربرد وسیعی در زمینه های مهندسی دارد. مطالعه جریان حول تک سازه، به مدت زیادی به عنوان یک مورد پایه ای مورد مطالعه تجربی و عددی قرار گرفته است. این کار به دفعات، برای سیلندرهای دایره ای و به میزان کمتر برای سایر هندسه ها مثل: سیلندرهای مربعی، سیلندرهای مستطیلی، صفحات تخت و ...... به هر دو روش عددی و تجربی انجام شده است. در طول پژوهش های تجربی که تا کنون انجام شده اند از وسایل و روش های اندازه گیری متفاوتی مثل باد سنج سیم داغ، تپ های فشار سنجی و ..... برای اندازه گیری کمی و کیفی پارامترهای آئرودینامیکی مورد استفاده قرار گرفته است. روش مرئی سازی جریان توسط دود برای بررسی کیفی جریان و پدیده هایی مانند ریزش گردابه در تعداد انگشت شماری از تحقیقات انجام شده مورد استفاده قرار گرفته است. در تحقیق حاضر با استفاده از تونل دود و تجهیزات عکس برداری اقدام به مرئی سازی جریان حول سیلندرهای دو بعدی با مقطع دایره ای و مربعی تحت زاویه شده است. با استفاده از تصاویر گرفته شده از مرئی سازی جریان، پهنای ویک، زاویه جدایش جریان از مدل، عدد استروهال، محل جدایش و محل نقطه سکون به صورت کمی و کیفی اندازه گیری شده اند. در فصل های اول و دوم این پایان نامه، مقدمه ای بر جریان حول سازه ها و نیز مروری بر کارهای انجام شده در این زمینه ارائه گردیده است. در فصل سوم، تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در این تحقیق معرفی می گردند. در فصل چهارم و پنجم تصاویر گرفته شده از مرئی سازی جریان حول سیلندر مربعی تحت زاویه به همراه نتایج اندازه-گیری های انجام شده ارائه می شوند، در فصل ششم و هفتم نتایج مربوط به بررسی عددی هندسه مربوط به فصل های چهارم و پنجم ارائه شده است و در فصل هشتم تصاویر گرفته شده از مرئی سازی جریان حول سیلندر دایره ای به همراه نتایج اندازه-گیری های انجام شده و همچنین نتایج بدست آمده از حل عددی ارائه می شوند. نتایج بدست آمده برای عدد استروهال، محل جدایش جریان و محل نقطه سکون در این تحقیق مطابقت خوبی با نتایج تحقیقات قبلی سایر محققین دارد. نتایج این تحقیق همچنین نشان داد که روش مرئی سازی بکمک تونل دود برای اندازه-گیری کمی و کیفی الگوهای جریان کاملاَ مناسب است.

مطالعه تجربی جریان حول سازه سه بعدی با مقطع مربعی تحت زوایای حمله مختلف
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد 1390
  حسین پورجعفری صدراباد   احمد سوهانکار

با توجه به اهمیت زیاد اجسام جریان بند در صنایع و مهندسی، تحقیقات گسترده ای روی جریان اطراف این اجسام با هندسه های مختلف صورت گرفته است. در مقیاس های کوچک، جریان خنک کننده هوا روی قطعات برد الکتریکی و در مقیاس های بزرگتر جریان باد اطراف ساختمان های بلند، برج ها و دودکش ها، جریان سیال حول برجک زیردریایی و جریان هوا اطراف بال های هواپیما، نمونه های جریان اطراف اینگونه اجسام است. این پژوهش به بررسی رفتار کلی جریان عبوری از یک سازه سه بعدی با مقطع مربعی تحت زاویه متصل به کف، در تونل باد مدار باز به صورت تجربی می پردازد. در این راستا بررسی تغییرات دنباله پشت مدل، با استفاده از سیم داغ در تونل باد مدار باز و مطالعه تغییرات الگوی جریان اطراف مدل با استفاده از نتایج سایر محققین از جمله مرئی سازی در تونل دود انجام گرفت. ضرایب فشار روی سطح سیلندر نیز اندازه گیری شد. سرعت متوسط و شدت آشفتگی در عدد رینولدز 20000 و در 8 زاویه حمله مختلف بررسی و مقایسه شد. فرکانس ریزش گردابه در پایین دست مدل در اعداد رینولدز متفاوت و زوایای گوناگون مطالعه گردید. کمیت هایی مثل نرخ استهلاک انرژی و مقیاس طولی کولموگروف به صورت تجربی محاسبه شد. نتایج این مطالعه نشان داد که، دستگاه جریان سنج سیم داغ برای مطالعه کیفی و کمی جریان اطراف سیلندرها و نیز تحلیل فرکانسی مناسب می باشد. اثرات حضور سیلندر در بالادست آن بسیار کمتر از وجوه کناری، پشت و سقف آن به دست آمد. افزایش زاویه حمله، افزایش طول ناحیه ویک را در پی داشت. تحلیل فرکانسی نتایج این تحقیق نشان داد، مقادیر عدد استروهال در زوایای حمله مختلف برای سیلندر سه بعدی این تحقیق کمتر از مقادیر به دست امده توسط دیگر محققین در سیلندر بلند (دوبعدی) است. مقایسه نتایج سیلندر دوبعدی و سه بعدی نشان داد که در هر دو حالت زاویه 15 درجه زاویه بحرانی تلقی می شود که عدد استروهال ماکزیمم است. مقایسه شدت توربولانس و مقدار نرخ استهلاک انرژی نشان داد که یک رابطه مستقیم بین آنها وجود دارد.

بررسی عددی انتقال حرارت جابجایی اجباری نانوسیالات در مینی و میکروکانال های uشکل همگرا- واگرای چرخان همراه با دندانه
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی مکانیک 1392
  مختار کانیک زاده   احمد سوهانکار

در این تحقیق ساختار جریان و انتقال حرارت جابه جایی نانوسیالات در کانا های uشکل چرخان به صورت عددی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. بدین منظور چند هندسه مختلف طراحی که بسته به ابعاد، جریان نانوسیال درون آن در محدوده رژیم آرام و یا مغشوش قرار گرفته است. تمرکز اصلی تحقیق بر بررسی مستقل و ترکیبی برخی روش های قدیمی و نوین تقویت انتقال حرارت و مقایسه آن ها از جنبه های گوناگون خواهد بود. بدین منظور در فصل اول به معرفی برخی تکنیک های موثر بر افزایش انتقال حرارت نظیر استفاده از سطوح زبر، به کارگیری نانوسیالات و استفاده از میکروکانال ها پرداخته شده و مکانیزم های حاکم بر این روش ها تشریح گردیده است. در فصل دوم برخی از تحقیقات صورت گرفته پیرامون استفاده از این تکنیک ها در شرایط کاری نزدیک به تحقیق حاضر معرفی و نتایج مهم آن ها ذکر شده است. در فصل سوم مساله اصلی شرح داده شده و هندسه های مختلف تحت بررسی معرفی گردیده اند. تولید شبکه مناسب و انتخاب مدل توربولانسی دقیق در فصل چهارم مورد بررسی قرار گرفته و نتایج مقدماتی با مراجع تجربی اعتبارسنجی شده اند. پیش از ورود به بخش اصلی تحقیقات، چند نوع نانوسیال مختلف مورد مطالعه قرار گرفته و در نهایت نانوسیالات آب/اکسیدآلومینیوم و آب/اکسیدتیتانیوم به دلیل خواص قابل توجه حرارتی و عمل کرد مناسب برای بخش اصلی انتخاب گردیده اند. هم چنین برای مدل کردن نانوسیالات از مدل تک فاز استفاده گردیده و لذا چندین مدل مختلف نیز برای تعیین خواص مختلف ترموفیزیکی آن ها مورد تحقیق و بررسی قرار گرفته و در نهایت دو مدل مناسب و جدید برای این منظور انتخاب گردیده است. فصول پنجم تا هفتم اختصاص به نتایج شبیه سازی جریان نانوسیالات در هندسه های تحت بررسی نظیر ماکروکانال با و بدون دندانه، میکروکانال و مینی کانال و مقایسه نتایج آن ها با یکدیگر خواهد داشت. در نهایت نتایج همه بررسی ها در فصل هشتم به صورت متمرکز مورد بررسی قرار گرفته و تکنیک های مختلف تقویت انتقال حرارت مقایسه و نقاط قوت و ضعف آن ها نسبت به یکدیگر سنجیده شده است. نتایج حاکی از این است که نانوسیالات باعث افزایش بسیار چشمگیر انتقال حرارت از کانال های مختلف شده اند، ولی به نظر می رسد از ترکیب این روش با برخی روش های دیگر نتایج بسیار مناسب تری حاصل می شود. استفاده از جریان نانوسیالات در مینی کانال بدون دندانه در میان سایر مکانیزم های مورداستفاده بهترین عمل کرد حرارتی را داشته و استفاده از آن باعث افزایش قابل توجه انتقال حرارت می شود. هر چند میکروکانال انتخابی نیز انتقال حرارت بالایی از خود نشان داده، ولی به دلیل عدم کارآیی مناسب حرارتی و افت فشار بسیار شدید در طول آن، عملاً باید از آن صرف نظر کرد. استفاده از دندانه ها نیز هر چند تاثیر بسیار قابل توجهی بر عمل کرد حرارتی ماکروکانال داشت، ولی استفاده از آن در میکرو و مینی کانال نه تنها مناسب نیست، بلکه کاهش شدید عمل کرد حرارتی را نیز در پی دارد. هم چنین نتایج شبیه سازی برای مینی کانال همگرا-واگرا از نظر حرارتی و افت فشار تفاوت چندانی با مینی کانال در حالت مستقیم نداشته و به نظر می رسد این دو هندسه از نظر حرارتی مزیت خاصی نسبت به یکدیگر ندارند.

بررسی عددی و تجربی جریان حول بادسنج بهمراه کالیبراسیون
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  هانی محمدی   احمدرضا زمانی

بادسنج دستگاهی برای سنجش سرعت باد می باشد که عموما برای کاربردهای هواشناسی مورد استفاده قرار می گیرد. استانداردهایی که برای کالیبراسیون بادسنج ها ارائه می شوند با توجه به نوع بادسنج ها متفاوت است. این بادسنج ها را می توان در محیط آزاد ودر یک ارتفاع معین که دارای رنج مناسبی از سرعت و جهت باد است کالیبره کرد. در بخش اول این پژوهش، یک بادسنج فنجانی شکل، در تونل باد دانشگاه کالیبره می شود. برای این منظور، بادسنج در مقطع آزمون تونل باد نصب شده و تحت زوایای مختلف و به ازای یک محدوده مشخص سرعت جریان تونل، مورد آزمایش قرار می گیرد تا منحنی کالیبراسیون آن استخراج شود. قبل از کالیبره کردن بادسنج، کیفیت جریان هوا با قرار دادن لانه زنبوری و دو لایه توری بهبود می یابد. برای بررسی کیفیت جریان مقطع آزمون، پروفیل سرعت و شدت توربولانس توسط هات وایر اندازه گیری می شود. اندازه گیری ها نشان می دهد شدت آشفتگی به 0.3 درصد می رسد و جریان مقطع آزمون نیز کاملاً یکنواخت می شود. پس از کالیبراسیون، سرعت لحظه ای و آشفتگی های جریان در پائین دست بادسنج توسط هات وایر اندازه گیری می شود. در بخش دوم پژوهش و به منظور مطالعه میدان جریان اطراف بادسنج، شبیه سازی عددی غیردائم جریان توسط روش شبکه متحرک در نرم افزار cfx انجام می شود. در نهایت، نتایج شبیه سازی عددی با نتایج تجربی مقایسه و ارزیابی می شوند. بررسی رفتار جریان در ناحیه ویک نشان می دهد، با دور شدن از بادسنج و خارج شدن از ناحیه ویک، میانگین سرعت جریان افزایش و مقدار توربولانس آن کاهش می یابد.

ارزیابی عملکرد مدل های مختلف اغتشاشی برای تحلیل جریان آیرودینامیک حول بالواره چند المانی با استفاده از یک حلگر آزاد جریان سیال
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - پژوهشکده مکانیک 1392
  سعیده محمدی   محمود اشرفی زاده

تجزیه و تحلیل جریان در اطراف انواع مختلف ایرفویل ها یکی از مسائلی می باشد که از دیرباز مورد توجه محققین بوده است. یکی از پارامترهای مهم در منحنی های آیرودینامیکی ایرفویل ها ضریب برآی ماکزیمم می باشد. هر چه ضریب برآی ماکزیمم بیشتر باشد هواپیما می تواند در هنگام فرود با سرعت کمتر بنشیند و در هنگام برخاست هم هواپیما می تواند زود تر از زمین بلند شود که این خود باعث کوتاه شدن باند فرود می شود. علاوه براین بالا بودن ضریب برآی ماکزیمم مصرف سوخت را کاهش داده و هواپیما می تواند محموله بیشتری را حمل نماید. موثر ترین راه برای افزایش ضریب برآی ماکزیمم، استفاده از ایرفویل چند المانی با انحنای متغیر می باشد. درعین حال استفاده از سیستم ها با لیفت بالا از نظر ساخت پر هزینه می باشد و همچنین بررسی فیزیک جریان به علت تداخل و تعامل پدیده های جریانی که در اطراف هر یک از المان ها رخ می دهد بسیار پیچیده می باشد. هدف از انجام این تحقیق بهبود قابلیت اطمینان شبیه سازی جریان در اطراف وسایل تولید کننده لیفت بالا می باشد. در این مطالعه جریان آشفته حول ایرفویل چند المانی مربوط به بال هواپیما در حال فرود با استفاده از کد آزاد openfoam شبیه سازی شده است. هفت مدل آشفتگی مختلف در شرایط شبیه سازی بهینه جهت ارزیابی عملکرد مدل ها در پیش بینی رفتار پیچیده جریان حول یک ایرفویل سه المانی استفاده شده است. این مدل ها عبارتند از spalartallmaras، rngkepsilon، realizableke، komegasst، nonlinearkeshih، liencubicke، kepsilon. در این تحقیق اثر اندازه شبکه، اثر اندازه دامنه بر دقت نتایج شبیه سازی بررسی شده است و در نهایت بهینه ترین اندازه شبکه و دامنه حل برای تجزیه و تحلیل جریان در اطراف ایرفویل سه المانی انتخاب شده است. ضریب فشار سطح برای مدل های مختلف آشفتگی با داده های تجربی موجود و همچنین با تعدادی از نتایج عددی معتبر مقایسه شده است. در بررسی های انجام شده در حالت پایا دو بعدی تطابق بسیار خوبی بین ضریب فشار محاسباتی و تجربی برای مدل های آشفته spalartallmaras و rngkepsilon به دست آمده است ، اما تطابق نسبتا خوب در پیش بینی دیگر مدل ها دیده شده است. توانایی مدل های از جهت پیش بینی نقطه جدایش جریان در لبه فرار فلپ و نقطه سکون در لبه راهنما اسلت نیز بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که تمام مدل ها نقاط جدایش متفاوتی نسبت به هم و همچنین نتایج تجربی به دست می دهند اما در این بین مدل های spalartallmaras ، komegasst و rngkepsilon تطابق بهتری با نتایج تجربی نشان می دهند این در حالیست که مدل nonlinearkeshih جدایش را مقداری زودتر و دیگر مدل ها جدایش را دیرتر بر روی فلپ پیش بینی نموده اند. اگر چه شرایط به کار گرفته شده در این تحقیق در مقایسه با شرایط شبیه سازی مورد استفاده در مطالعات دیگر ساده تر می باشد ولی با این حال دقت نتایج بدست آمده در این تحقیق قابل مقایسه با نتایج تجربی و همچنین نتایج عددی می باشد. به طور خاص، پیش بینی مدل های spalartallmaras و rngkepsilon برای جدایش جریان نسبت به دیگر نتایج عددی دقیق تر بوده است.

تحقیق عددی انتقال حرارت جریان نانوسیال در مبدل های حرارتی لوله-پره ای همراه با مولد گردابه
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی مکانیک 1392
  مهدی بهفرد   احمد سوهانکار

موضوع افزایش انتقال حرارت توجه زیادی را برای توسعه مبدل های حرارتی فشرده به منظور دستیابی به راندمان بالا، هزینه پایین، وزن سبک و اندازه تا حد امکان کوچک، به خود جلب کرده است. روش های متعددی برای افزایش نرخ انتقال حرارت در مبدل های حرارتی مورد استفاده قرار گرفته که قرار دادن مغشوش کننده های جریان، زبر کردن سطوح و استفاده از نانوسیالات به عنوان روش های موثرتر مطرح شده است. با توجه به بررسی های انجام گرفته، تاکنون ترکیب دو روش افزایش انتقال حرارت یعنی کاربرد همزمان مولدهای گردابه و نانوسیالات به عنوان روش های غیرفعال افزایش انتقال حرارت، به منظور بهبود عملکرد مبدل های حرارتی لوله-پره در منابع گزارش نشده است و تمام موارد موجود مربوط به استفاده از هر کدام از این دو عامل به تنهایی باهدف افزایش عملکرد مبدل های حرارتی می باشد. در این تحقیق به مطالعه و بررسی عددی انتقال حرارت و جریان نانوسیال در مبدل های حرارتی لوله-پره ای همراه با مولدهای گردابه باله مثلثی پرداخته شد. مطالعات متعددی توسط محققین روی انتقال حرارت جابه جایی نانوسیالات با دو رویکرد تک فاز و دو فاز انجام شده است. در کار حاضر، انتقال حرارت جابه جایی نانوسیال با فرض خواص ثابت و تک فاز (همگن) صورت پذیرفت. در فصل اول دو روش افزایش انتقال حرارت یعنی استفاده از مولدهای گردابه و نانوسیالات معرفی شده و در فصل دوم، تاریخچه ای از مطالعات عددی و تجربی در مورد کاربرد مولدهای گردابه و نانوسیالات در انواع مبدل های حرارتی بیان شده است. در فصل بعدی هندسه مورد بررسی معرفی شده و شرایط مرزی و روابط مورد استفاده تشریح شده است. در ادامه، نتایج تحقیق در سه بخش ارائه می-شوند. شروع کار به تعیین نانوسیال بهینه یعنی نانوسیالی که در کنار افزایش انتقال حرارت باعث تحمیل حداقل میزان افت فشار (افت فشار منطقی) به سیستم شود، اختصاص یافت. برای این منظور، اثرات نوع نانوذره (نانوذرات tio2، al2o3 و cuo) و نیز نوع سیال پایه (آب و اتیلن گلیکول) روی انتقال حرارت، افت فشار و ضریب عملکرد حرارتی مورد بررسی قرار گرفت. در فصل پنجم، به بررسی 11 نوع مختلف از هندسه های مرتبط با لوله و باله پرداخته و اثرات پارامترهایی همچون شکل، ابعاد و چیدمان باله ها و نیز قطر لوله ها روی مشخصه های انتقال حرارت و جریان سیال، بررسی شد. سپس بهینه سازی مولدهای گردابه از لحاظ زاویه حمله، ابعاد و موقعیت جایگیری آن ها در هندسه انتخاب شده در بین یازده نوع معرفی شده در فصل پنجم در دستور کار قرار گرفت. مبتنی بر نتایج این بررسی ها، شرایط بهینه برای هر یک از پارامترهای مرتبط با مولد گردابه تعیین شد. مطالعات انجام شده در این دو قسمت اخیر در عدد رینولدز ثابت 1000 و برای سیال عامل آب انجام شد. در پایان، به بررسی تأثیر استفاده همزمان از دو روش غیرفعال افزایش انتقال حرارت یعنی کاربرد مولدهای گردابه و نانوسیال (روش ترکیبی) در مبدل حرارتی لوله-پره ای بهینه شده در فصل پنجم در محدوده اعداد رینولدز 2200-300 پرداخته شد. تمام مطالعات انجام شده در این تحقیق به صورت سه بعدی، با استفاده از مدل توربولانسی k-ω sst وجود لوله و مولد گردابه باعث ایجاد جریان مغشوش شده است) و توسط نرم افزار فلوئنت انجام شدند. نتایج این تحقیق نشان داد که کاربرد همزمان نانوسیال و مولد گردابه باعث افزایش قابل توجه انتقال حرارت شده و افزایش غلظت نانوسیال نیز تأثیر مثبتی بر انتقال حرارت داشته و باعث بهبود آن می شود. مشاهده شد که ضریب انتقال حرارت جابه جایی در حالت استفاده همزمان از مولد گردابه و نانوسیال آب/tio2 با غلظت های %1 و %6، به ترتیب حداکثر در حدود %70 و %117 نسبت به حالت استفاده از سیال عامل آب و عدم کاربرد مولدهای گردابه، افزایش یافت.

مطالعه عددی میدان جریان و انتقال حرارت نانوسیال در کانال های موج دار در جریان آرام و آشفته
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی اصفهان - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  احسان عبیدی   احمد سوهانکار

راهکارهای بهبود میزان انتقال حرارت در سیستم های حرارتی در دو دسته کلی فعال و غیر فعال تقسیم بندی می شود. در این پایان نامه تاثیر دو رویکرد غیر فعال موج دار کردن مجاری و نانو سیال بر افزایش عملکرد حرارتی یک نوع مبدل های حرارتی صفحه ای با استفاده شبیه سازی عددی مطالعه شده است. به عنوان رویکرد اول برای بهبود انتقال حرارت یک کانال بین دو صفحه مبدل حرارتی، ابتدا کانال موج دار شده و جریان درون آن با کانال بدون موج مقایسه شده است. با انتخاب پارامتر های هندسی برتر کانال شامل دامنه موج کانال، طول موج کانال، اختلاف فاز بین دیواره بالا و پایین کانال و همچنین شکل موج کانال، کانال برتر معرفی شده تا بهترین عملکرد را در بهبود و افزایش میزان انتقال حرارت داشته باشد.پس از تعیین کانال موج دار برتر، برای بهبود انتقال حرارت نانوذرات به سیال پایه جهت ایجاد نانوسیال اضافه شده است که موجب بهبود خواص ترموفیزیکی سیال می شود.

مطالعه عددی عملکرد حرارتی یک مخزن ذخیره عمودی آبگرمکن خورشیدی با مبدل حرارتی جداره ای
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد 1386
  ابوالفضل برزگر   علی اکبر دهقان

چکیده ندارد.

بررسی عددی جریان حول دو سیلندر مربعی با آرایش پهلو به پهلو و اریب
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه یزد 1387
  مهدی مرادی کوپایی   احمد سوهانکار

چکیده ندارد.