در این پایان نامه حرکت ذرات باردار در جریان غیر قابل تراکم در میدان الکتریکی بررسی شده است. دو مساله به عنوان کاربرد این موضوع شبیه سازی شده و با نتایج تجربی و نتایج مقالات مقایسه شده است. مساله اول مدلسازی فیلتر الکترواستاتیک ساخته شده از فایبر های مستطیلی باردار است. فیلتر به صورت مجموعه ای از فایبر های موازی منظم در نظر گرفته شده است. در این مساله راندمان جمع آوری یک فایبر در شرایط مختلف محاسبه شده و با نتایج تجربی مقایسه شده است. مساله دوم شبیه سازی رنگ پاشی الکترواستاتیک است. هدف از این بررسی، پیش بینی میدان جریان و سرعت سیال و ذرات رنگ تحت شرایط مختلف درون محفظه رنگ پاشی و نیز بررسی اثر میدان الکتریکی بر خط مسیر ذرات باردار رنگ است. در هر دو مساله میدان سیال با معادلات ناویراستوکس و فاز گسسته از دیدگاه لاگرانژی حل شده اند. برای مدل سازی مسایل از نرم افزار fluent استفاده شده است. نتایج به دست آمده در هر دو مساله سازگاری خوبی با نتایج تجربی دارند. اثر سرعت سیال و اندازه ذرات بر میزان جذب فایبر بررسی شده است ، سرعت سیال و سرعت ذرات در محفظه پاشش رنگ در نقاط مختلف به دست آمده و اثر وجود میدان الکتریکی در فرآیند رنگ پاشی الکترواستاتیک نمایش داده شده است.

پوشش با لایه های نازک نقش بسیار مهمی در صنایع نیم رسانا ها و تجهیزات میکروالکترومکانیک و نانوالکترومکانیک دارد. اطلاع از خواص تشعشعی ساختار های چند لایه ای شامل سیلیکون و مواد مرتبط مانند دی اکسید سیلیکون, نیترید سیلیکون و طلا با پارامترهای متفاوت, جهت کاربردهای سیستمهای کوچک ضروری است. این پروژه اثر پارامترهای گوناگون بر روی خواص تشعشعی ساختارهای چند لایه ای نانو مقیاس را شرح می دهد. از هر دو سیلیکون آلاییده کم و آلاییده استفاده شد, همچنین هر دو روش همدوس و غیر همدوس اعمال شد. بیانهای تجربی برای ثابت های نوری سیلیکون آلاییده کم مورد استفاده قرار گرفت. همچنین از مدل درود برای ثابت های نوری سیلیکون آلاییده استفاده شد. فسفر به عنوان یون دهنده و بورن به عنوان یون گیرنده عمل می کند. در این پروژه سیلیکون آلاییده با یونهای دهنده و گیرنده با غلظت های متفاوت مورد مطالعه قرار گرفت و لایه های پوشش در دماهای مختلف مقایسه شدند. نتایج نشان داد که پوشش دی اکسید سیلیکون و نیترید سیلیکون, مانند یک ضد بازتاب عمل می کند و این پوشش ها منجر به کاهش ضریب بازتاب نسبت به زیر لایه سیلیکون می گردند. اگر ضخامت پوشش غیر فلزی افزایش یابد, ضریب بازتاب کاهش و ضریب عبور افزایش می یابد. پوشش لایه نازک طلا منجر به افزایش ضریب بازتاب نسبت به زیر لایه سیلیکون می شود. ضریب بازتاب ساختار چند لایه ای پوشیده شده با طلا با افزایش ضخامت افزایش می یابد. با توجه به نیاز سیستمهای فضایی، به ضریب صدور بیشینه جهت کنترل دما و کارایی بالاتر و مناسبتر، می توان با افزایش تعداد لایه های پوشش داده شده، به این مهم دست یافت. تغییرات خواص تشعشعی تابع پیچیده ای از طول موج می باشد که با افزایش تعداد لایه ها بر اثر پدیده تداخل امواج این پیچیدگی و وابستگی به طول موج بیشتر می گردد. تاثیر افزایش تعداد لایه ها جهت کنترل خواص تشعشعی از تاثیر تغییر ضخامت بیشتر است. به عنوان مثال در یک ضخامت ثابت، می توان با افزایش تعداد لایه ها به ضریب صدور بزرگتری دست یافت. از نتایج مشاهده شد که اثر غلظت در دماهای کوچکتر از 600 بر روی خواص تشعشعی ساختار های چند لایه ای شامل سیلیکون آلاییده، زیاد است. در دماهای کوچکتر از 600 غلظت و نوع ناخالصی دارای اثر مهمی بر روی خواص تشعشعی لایه های نازک است. اگرچه تاثیر یونها برای غلظت های بزرگتر از 1016 قابل ملاحظه است. هرگاه دما افزایش یابد، تفرق شبکه به علت افزایش غلظت فونونها پدیده غالب می شود و در دماهای بالا، از اهمیت تفرق توسط یونها کاسته می شود زیرا در دماهای بالا حاملان انرژی سریعتر حرکت کرده و نیروی کولمب بین آنها کاهش می یابد. این مطالعه فوایدی جهت رشد و توسعه فناوری پوشش در صنایع نیم رسانا ها و به ویژه برای توسعه وسایل میکروالکترومکانیک و نانوالکترومکانیک دارد.

انتقال ذرات در جریان آرام و آشفته کاربردهای بسیاری در سیستم های احتراقی، بیولوژیک، زیست محیطی، فناوری نانو دارد. در سیستم احتراقی ذغالی و خطوط جداسازی ذرات فرار از ذغال سنگ، فرسایش مواد به وسیله برخورد ذرات جامد یک مسئله اساسی است. به همین خاطرفهم پایه از پدیده برخورد و رسوب گذاری(جداسازی ذرات جامد از جریان گاز) درطراحی وسایل مهندسی نقش مهمی دارد. برای جداسازی ذرات جامد که در واکنش های احتراقی در رایزرها و بسترهای واکنشی(داونرها) نیاز به دستگاه جداکننده ذرات با زمان اقامت کمتر از یک ثانیه می باشد. نتایج تجربی نشان داده که مدل cbqsd مزیت های زیادی از جمله راندمان جداسازی بالا، افت فشار پایین، و به ویژ ساختار متقارن و متراکم دارد. در این تحقیق یک دستگاه جداکننده جریان جامد – گاز که به دستگاه سریع جداکننده بافل ترکیبی(مدل cbqsd) نامیده می شود، با استفاده از نرم افزار فلوئنت حل عددی شده است. نرم افزار فلوئنت یکی از نرم افزارهای صنعتی مهم برای شبیه سازی جریان سیال است. این نرم افزار قابلیت شبیه سازی جریانهای دو و سه بعدی را دارا است. این نرم افزار بر پایه روش حجم محدود که یک روش بسیار قوی و مناسب در روش های دینامیک سیالات محاسباتی می باشد، بنا شده است .در این تحقیق مدل های توربولانسی rng k-?، k-?و rsmوهمچنین مدل لاگرانژین برای رهگیری ذرات مورد استفاده قرار خواهد گرفت. برای حل جریان ذرات کوپلینگ فازی دو راهه مورد بررسی قرار گرفت. پس از به دست آوردن نتایج عددی و تطبیق با نتایج تجربی، تغییرات پارامترها از جمله عدد رینولدز ورودی و هندسه دستگاه مورد بررسی قرار گرفت و شرایطی که بیشترین جداسازی ذرات را ایجاد می کند، مشخص می شود. نتایج عددی نشان می دهدکه مدل توربولانسی rng مدل مناسبی نیست. چرا که سرعت متوسط ذرات را بیشتر از مقادیر واقعی نشان می دهد. این مدل نتوانست جریان های گردابه ای و همچنین جدایش جریان را که در اثر وجود بافل های جداکننده و راهنما در داخل محفظه است، به خوبی نشان دهد. مدل توربولانسی k-? نتایج بهتری را نشان می دهد و این مدل سرعت ذرات را با دقت بیشتری نشان می دهد و همچنین جریان نزدیک دیواره ها را بهتر مدل می کند اگر چه که این مدل نیز نتوانست توزیع ذرات بر روی بافل ها را به خوبی نشان دهد. در ادامه با استفاده از مدل توربولانسی پنج معادله ای تنش های رینولدز(rsm) نتایج بهتری به دست آمد این مدل سرعت و همچنین توزیع ذرات و پخش توربولانسی ذرات را به خوبی نشان داد و نتایج تطبیق بسیار خوبی با نتایج تجربی دارد. می توان گفت که مدل توربولانسی تنشهای رینولدز مدل مناسب برای بررسی این دستگاه دانست. در ادامه به بررسی تغییرات پارامترهای مهم مسئله پرداختیم. سرعت ورودی و عرض دستگاه( فاصله بین بافل راهنما و جداکننده) و همچنین دبی ذرات جامد ورودی به محفظه سه پارامتر اصلی برای جداسازی ذرات جامد از جریان گاز هستند. نتایج نشان می دهد که با افزایش سرعت ورودی راندمان جداسازی ذرات به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد. البته نکته قابل توجه این است که افزایش سرعت جریان جامد- گاز مسلزم امکانات و هزینه می باشد و سرعت های بالا در صنعت مورد توجه قرار نمی گیرند. این به دلیل افزایش نیروی اینرسی ذرات و غلبه بر نیروی درگ وارد از طرف سیال می باشد. با کاهش قطر ذرات راندمان جداسازی کاهش می یابد. زیرا ذرات فرصت لازم برای از جدا شدن از جریان را نداشته و توسط جریان سیال از محفظه خارج شدند. با افزایش قطر ذرات راندمان اندکی بهتر می شود اما با افزایش بیشتر قطر راندمان کاهش می یابد که به دلیل به وجود آمدن یک جریان برگشتی قوی در ناحیه زیر بافل های جداکننده تعدادی از ذرات جدا شده به جریان بر می گردند. با افزایش دبی ذرات جامد به دستگاه نتایج نشان می دهد که راندمان جداسازی 100درصد به سمت قطرهای کوچکتر می رود. راندمان کلی دستگاه همچنان بالای 90 درصد است و تغییر محسوسی ندارد کلمات کلیدی: جریان جامد-گاز، مدل ذرات گسسته، مدل توربولانسی، لاگرانژین

چکیده افزایش آلودگی حاصل از ترافیک و کاهش تهویه طبیعی آلودگی، سبب تجمع آلودگی در مجراهای خیابان می شود. تهویه طبیعی آلودگی در مجرای خیابان ضعیف است و دلیل آن نیز این است که جریان باد نمی تواند به خوبی وارد مجرای خیابان شود و به همین خاطر آلودگی در قسمت های پایینتر مجرا به تله می افتد. در این پروژه پخش آلودگی و جریان باد در مجراهای مختلف خیابان نسبت های منظری مختلف (w/h) و نسبت های مختلف ارتفاع (h_2?h_1 ) و سرعت های مختلف با استفاده از نرم افزار فلوئنت شبیه سازی شده است. با پیشرفت سریع در الگوریتم های عددی و سخت افزار کامپیوتر، دینامیک سیالات محاسباتی(cfd) به طور وسیعی برای تحقیق در میدان باد و انتشار آلودگی در مجراهای خیابان شهری مورد استفاده قرار می گیرد. دستاوردها و پیشرفت های اخیر در بررسی آلودگی مجرای خیابان با استفاده از روش های مدل سازی cfd در این پروژه مرور شده است. مدل های توربولانسی standard k-? وrng k-? که همان معادلات متوسط گیری شده ناویر استوکس (rans) است، در تحقیقات میدان جریان مجرا شامل اثرات نسبت منظری، شکل ساختمان، مسیر باد، شدت توربولانسی جریان ورودی مورد استفاده قرار می گیرند. مدل های توربولانسی standard k-? وrng k-? به همراه مدل انتقال گونه ها بدون واکنش، برای بررسی میدان باد و پخش آلودگی در داخل مجراهای خیابان به کار گرفته شده است. دامنه حل عددی نیز توسط نرم افزار گمبیت گسسته سازی شده است. نسبت های منظری متغیر از 1 تا 4 در این پروژه استفاده شده است. این نسبت های منظری بازه ای از رژیم های پایه جریانی را در بر دارند که شامل جریان با تماس کم (w/h=1)، جریان تداخلی دنباله(w/h=2/5) و رژیم جریانی زبر و مجزا شده (w/h=4) است که توسط آک (1988) ارائه شده است. برای شبیه سازی انتشار آلودگی حاصل از وسائط نقلیه، یک خط منبع آلودگی در وسط خیابان قرار داده شده است. قانون توان برای پروفیل سرعت ورودی به کار گرفته شده است. در سرعت های پایین، نتایج توافق خوبی با مقادیر حدی بدست آمده برای رژیم های جریانی مختلف ارائه شده توسط آک (1988) دارد. ولی افزایش سرعت، مرز رژیم های جریان را از بین می برد. در سرعت های بالاتر اساساً پخش آلودگی تحت تأثیر اختلاط بهتر در داخل مجرا است. نتایج نشان می دهد که رژیم جریان و الگوهای پخش آلودگی هم وابسته به هندسه مجرا و هم وابسته به سرعت ورودی است. هدف این پروژه نشان دادن رژیم های مختلف جریان در هندسه های مختلف مجرا و سرعت های مختلف ورودی است. نتایج شبیه سازی با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است و توافق مطلوبی بدست آمده است. کلمات کلیدی: مجرای خیابان شهری، انتشار آلودگی، نسبت منظری خیابان، مدل توربولانسی k-?، مدل انتقال گونه ها

در این پایان نامه جریان سیال حول مجموعه ای از استوانه ها در آرایش مربعی هم خط با استفاده از روش برهم نهی شبکه ها به صورت عددی حل می شود. همچنین انتقال حرارت بین استوانه ها و سیال نیز مورد بررسی قرار می گیرد. هدف بررسی تاثیر پارامترهای مشخص (ضریب فاصله, ضریب منظری, عدد رینولدز و عدد پرانتل) بر روی الگوی جریان و نرخ انتقال حرارت است. همچنین ضریب فاصله بحرانی که تغییر رژیم جریان در آن اتفاق می افتد, تعیین می شود. فاصله ی مراکز استوانه ها از یکدیگر با پارامتر بی بعد نسبت فاصله l/d, مشخص شده که l فاصله ی استوانه ها از یکدیگر و d قطر استوانه است. جریان مورد بررسی آرام و سیال تراکم ناپذیر است. اعداد رینولدز جریان 100 و200 و اعداد پرانتل 7/0 و 7 در نظر گرفته شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد ساختار جریان به شدت تحت تاثیر فاصله استوانه ها از یکدیگر است. نسبت فاصله 5/3l/d= به عنوان فاصله بحرانی در نظر گرفته می شود. مقایسه کانتور های دما ثابت و کانتور های سرعت نشان می دهد که خطوط دما ثابت تا حد زیادی از الگوی جریان پیروی می کنند. همچنین مقایسه اعداد ناسلت در نسبت فاصله های مختلف استوانه ها نشان می دهد که افزایش نسبت فاصله موجب افزایش نرخ انتقال حرارت از استوانه ها خواهد شد که شدت این افزایش برای استوانه های پایین دست بسیار بیشتر است. برای حل سه بعدی مسئله, تاثیر ارتفاع استوانه ها (پارامتر ضریب منظری h/d) نیز بر روی الگوی جریان و نرخ انتقال حرارت بررسی شده است. روند کلی تغییرات ضرایب نیرو و اعداد ناسلت و استروهال بر اساس پارامترهای مورد بررسی در دو حالت دو بعدی و سه بعدی تا حدود زیادی مشابه است اما از نظر کمی اختلافات قابل ملاحظه ای بین نتایج حل دو بعدی و سه بعدی وجود دارد. به منظور بررسی آثار سه بعدی شدن جریان, نتایج حل سه بعدی مسئله با نتایج حل دو بعدی آن مورد مقایسه قرار گرفت. مشاهده می شود که حل جریان حول استوانه های سه بعدی در بعضی حالات تا حدود 20? تغییر در ضرایب درگ ایجاد کرده است. مقایسه اعداد استروهال نیز نشان می دهد سه بعدی شدن جریان می تواند نتایج حل دوبعدی را تا حدود 5? تغییر دهد. برای اعداد ناسلت تغییرات مخصوصا در عدد پرانتل 7/0 ناچیز است. بنابراین می توان نتیجه گرفت که برای رینولدز 200 و بالاتر از آن, حل دو بعدی جریان حول استوانه های دایروی نمی تواند حل دقیقی باشد و به دلیل شدت گرفتن آثار سه بعدی جریان نیاز به مدلسازی سه بعدی مسئله می باشد. همچنین برای حل میدان دما و تخمین نرخ انتقال حرارت در اعداد پرانتل پایین, بکارگیری حل دو بعدی مسئله می تواند قابل توجیه باشد اما برای پرانتل های بزرگ به دلیل خطا در محاسبه نرخ انتقال حرارت, بکارگیری حل دو بعدی مناسب نیست.

چکیده دستگاه افزاینده هوا به عنوان دمنده یا مکنده هوا ، امروزه در بخش های مختلف صنعت مورد استفاده قرار می گیرد. با ورود مقداری هوای فشرده به دستگاه و عبور از شکاف? فشار هوا به شدت افت کرده و سرعت آن افزایش می یابد. این کار باعث مکش حجم زیادی از هوا (تا 20 برابر حجم هوای مصرفی) به درون دستگاه شده و تحت تاثیر اثر کواندا از سمت دیگر آن خارج می شود. اگر دستگاه در آب نیز مانند هوا عمل کند? مزایای زیادی به عنوان سیستم رانش در شناورها خواهد داشت. از میان مهمترین این مزایا می توان به چند مورد آن اشاره کرد: امکان انتقال موتور محرکه شناور به هر نقطه دلخواه در درون شناور فراهم می شود، به علاوه سیستم انتقال قدرت میان موتور و سیستم رانش و مشکل آب بندی شفت انتقال قدرت از میان خواهد رفت. از طرفی به دلیل استفاده از حجم زیادی از آب برای ایجاد نیروی رانش بدون آن که مقدار مومنتوم وارد شده به آب افزایش یابد? صدای تولیدی بسیار کم می شود که در کاربردهای نظامی از اهمیت بالایی برخوردار است. همچنین به دلیل سادگی این دستگاه، تعمیر و نگهداری آن در مقایسه با سایر سیستم های مشابه آسان تر است و امکان حذف سکان برای تغییر جهت شناور وجود دارد. این کار قدرت مانورپذیری را به شدت افزایش می دهد. در نهایت به علت حذف قطعه دوران کننده خارجی? خطر برخورد با اجسام خارجی وجود ندارد. در این تحقیق این دستگاه در کاربرد آبی مورد بررسی قرار گرفته تا امکان استفاده از آن به عنوان سیستم پیش رانش در شناورها ارزیابی گردد. به این منظور در قدم اول یک دستگاه افزاینده هوا تهیه شده و به کمک یک برنامه آزمایشگاهی تعدادی از پارامترهای موثر در عملکرد آن ، در آب بررسی شد. متغییرهای مستقل در انجام آزمایش شامل اندازه شکاف دستگاه و دبی آب ورودی به آن و متغییر مستقل نیروی رانش تولید شده توسط دستگاه بود. آزمایش برای 9 اندازه شکاف متفاوت با تغییر دبی در 5 مرحله انجام شد. سپس در قدم دوم، مدل عددی دقیقی از دستگاه افزاینده هوا تهیه و عملکرد آن در آب به کمک نرم افزار فلوئنت شبیه سازی گردید. نتایج به دست آمده از داده های تجربی با داده های عددی مقایسه و انطباق نسبتا دقیقی میان آن ها به دست آمد. از این پس می توان با اطمینان به حل عددی و بدون نیاز به صرف وقت و هزینه بالا? تحقیقات بعدی برای شناخت هرچه بهتر عملکرد این دستگاه را انجام داد. نتایج این تحقیق نشان داد که عملکرد دستگاه افزاینده هوا تا حد زیادی در آب و هوا مشابه بوده و تا 15 برابر دبی آب پمپ شده را به داخل دستگاه مکش می کند. از طرفی مناسب ترین اندازه شکاف برای عملکرد دستگاه به منظور تولید بیشترین نیروی رانش با کمترین مصرف انرژی به دست آمد. همچنین نسبت نیروی رانش به توان مصرف شده در این وسیله در بهترین حالت در حدود 15/0 نیوتن بر وات بود. این نسبت در پروانه ها بین 15/0 تا 2/0 است که نشان می دهد این سیستم قابلیت رقابت با سایر سیستم های رانش را دارا می باشد. کلمات کلیدی : افزاینده هوا - پیش رانش در آب - عملکرد آبی - شبیه سازی عملکرد - آزمایش عملکرد - نویز

در رساله حاضر، اثر تغییرات سه پارامتر تاثیرگذار بر روی نوع برخورد گردابه با موج شوک بررسی شده است. این سه پارامتر عبارت اند از: قدرت گردابه، عدد ماخ جریان آزاد و شعاع هسته گردابه. کلیه نتایج با استفاده از یک کد حجم محدود tvd و شبکه با ساختار است. مطالعات عددی روی یک صفحه تخت انجام شده است. در تمام مواردی که درباره آنها بحث شده است، جریان را غیرلزج درنظر می-گیریم. به همین منظور از معادلات اویلر استفاده می کنیم.. شبکه بندی مسئله حاضر ازنوع مربعی و جابه جا نشده است. نوع گردابه مورد استفاده، گردابه لامب می باشد که از خانواده گردابه های برگرز می باشد. نوع گردابه از آنجا اهمیت دارد که بدانیم نوع گردابه تاثیر زیادی بر میزان استهلاک عددی دارد. این مدل گردابه با نتایج تجربی همخوانی دارد. نشان داده می شود نوع محدودکننده شار نیز بر روی حل تاثیرگذار است. در نهایت برای سه پارامتر: قدرت گردابه، عدد ماخ جریان آزاد و شعاع هسته گردابه، بررسی های متعددی با تغییر هر کدام از این سه پارامتر صورت می گیرد. نشان داده می شود با دو نوع رژیم جریان سر و کار داریم، رژیم ضعیف و رژیم قوی. با تغییر این پارامترها، اندرکنش می-تواند به سمت شکست گردابه (اندرکنش قوی) پیش برود. این شکست با برخی مولفه ها شناخته می شود که شامل افت فشاردر پشت ناحیه برخورد، تشکیل دو هسته مجزا برای گردابه و ... می باشد. همچنین پارامترهای شدت گردش و چرخش را برای دسته بندی نوع برخورد به کار می گیریم. همچنین نوع برخورد را از دید روابط امواج صوتی مورد مطالعه قرار می دهیم

چکیده نانو سیالات به عنوان نسل جدیدی از سیالات مطرح برای استفاده در مبدل های حرارتی، دارای رفتارهای پیچیده تری نسبت به سیالات متداول مورد استفاده در کاربردهای حرارتی هستند. آنچه موجب می شود به نانوسیالات سیال هوشمند اطلاق شود، تغییرات غیر خطی و متفاوت خواص ترموفیزیکی نانوسیال، با دما و کسر حجمی نانو ذرات، تاثیر شکل، اندازه و نوع نانوذرات بر خواص و مکانیزم های موثر در خواص حرارتی آن ها، پارامترهایی هستند که باید در تحلیل ها مد نظر قرار گیرند. در پژوهش حاضر تغییرات خواص با دما و کسر حجمی، و مکانیزم های موثردر خواص حرارتی نانو سیال با استفاده از روابط تئوری و تجربی موجود، به منظور تحلیل دقیق تر رفتار وکارایی نانوسیال آب و نانو ذرات اکسید آلومینیوم در انتقال حرارت جابه جایی اجباری در جریان آرام لغزشی و غیر لغزشی و با شرایط شار حرارت و دمای دیواره ثابت در میکروکانال مستطیلی پرداخته شده است. همانطور که می دانیم عدد رینولدز در مطالعه نانوسیالات به دو پارامتر سرعت و لزجت دینامیکی وابسته است. لزجت دینامیکی نانوسیال با افزایش کسر حجمی نانوذرات افزایش می یابد. برای ثابت نگه داشتن عدد رینولدز باید سرعت را افزایش داد. بنابراین روشن نیست که افزایش سرعت یا کسرحجمی نانوذرات، کدام یک نقش اصلی را در بهبود انتقال حرارت نانوسیال در تحلیل هایی که بر اساس رینولدز ثابت انجام می-شود، ایفا می کنند. در این پژوهش به منظور تحلیل دقیق تر، دو حالت مختلف جهت تعیین اثر واقعی افزایش سرعت و کسر حجمی نانوذرات در عملکرد حرارتی نانوسیال مورد بررسی قرار گرفت. در حالت سوم جریان لغزشی به همراه پرش دما برای نانوسیال مدل شد. دستگاه معادلات نویراستوکس دوبعدی تراکم ناپذیر و معادله انرژی، و در شرایط لغزشی به همراه معادلات مذکور، عبارات مربوط به شرایط مرزی لغزشی و پرش دما با استفاده از روش تقریب تفاضل محدود گسسته سازی شدند. نتایج حاصله از برنامه کامپیوتری تطابق خوبی با داده های تحلیلی و عددی گذشته نشان می دهد. بررسی ها نشان دادند که در رینولدز ثابت عامل اصلی افزایش انتقال حرارت افزایش کسر حجمی نانوذرات نیست و بالا بردن سرعت برای ثابت نگه داشتن رینولدز نقش موثرتری ایفا می-کند. مقدار عدد ناسلت وابسته به ضریب هدایت حرارتی و جابه جایی است، در حالی که مقدار ضریب انتقال حرارت جابه جایی خود وابسته به خواص سیال و جریان می باشد. نتایج نشان می دهد که با وجود افزایش انتقال حرارت جابه جایی در حضور نانوذرات مقدار عدد ناسلت در تحلیل خواص متغییر نانوسیال، به علت تغییر پروفیل سرعت، بعد از ناحیه ورودی نسبت به سیال پایه و تحلیل خواص ثابت نانوسیال کاهش می یابد. لذا اعداد رینولدز و ناسلت برای تحلیل خواص متغییر جریان و انتقال حرارت نانوسیال ها پارامترهای روشنی نمی باشند. برای بررسی کارایی حرارتی نانوسیال تحلیل توان مصرفی در کنار تحلیل حرارتی صورت پذیرفت و نتایج نشان دادند که در حضور کسر حجمی جزئی نانوذرات راندمان حرارتی نانوسیال نسبت به سیال پایه به صورت موثری بهبود می یابد ولی با افزایش کسر حجمی این کارایی کاهش می یابد. کلمات کلیدی: نانوسیال، میکروکانال، راندمان حرارتی، خواص متغییر، کسرحجمی

شیوه ی جدیدی از مدل سازی جریان های میکرو در این پایان نامه ارائه می گردد. ابتدا با استفاده از بسط اختلالی میدان های سرعت، فشار و دما معادلات پیوسته ی حاکم بر دینامیک سیال توسعه داده می شوند. سپس مرتبه های مختلفی از معادلات نسبت به عدد نودسن استخراج می گردد. شرایط مرزی لازم برای حل هر مرتبه از این معادلات، از طریق جایگزاری بسط های اختلالی در شرایط مرزی کلی برای لغزش سرعت و پرش دما به دست می آیند. در این تحقیق از بسط های اختلالی سه جمله ای استفاده می شود و به سه مرتبه از معادلات o(1)، o(kn)، o(kn2) و شرایط مرزی مربوط به هر یک استخراج می شود.معادلات o(1) در واقع همان معادلات ناویراستوکس غیرلغزشی می باشند. همچنین معادلات o(kn) و o(kn2) تصحیحات لازم به دلیل لغزش سرعت و پرش دما حاکم می باشند. این مجموعه از معادلات با استفاده از روش حجم محدود در حالت دوبعدی و بر روی یک شبکه ی staggered گسسته سازی می شوند. الگوریتم کلی حل شامل سه مرحله می باشد: مرحله ی اول، شامل حل معادلات مرتبه ی اول به همراه شرایط مرزی مرتبه ی اول است. مرحله ی دوم، شامل حل معادلات مرتبه ی نودسن، o(kn) به همراه شرایط مرزی مرتبه-ی نودسن است. شرایط مرزی این مرحله از طریق برازش میدان های مرحله ی اول بر روی دیواره ها حاصل می گردد. مرحله ی سوم، شامل حل معادلات مرتبه ی o(kn2) به همراه شرایط مرزی مرتبه ی o(kn2) می باشد. همچنین شرایط مرزی این مرحله از طریق برازش میدان های مرحله ی دوم بر روی دیواره ها حاصل می گردد. به منظور حل مجموعه ی معادلات گسسته سازی شده، یک برنامه ی کامپیوتری سه بخشی تدوین شده است. هر بخش از این برنامه یک مرتبه از معادلات را با استفاده از الگوریتم simple حل می کند.انتقال حرارت جریان تراکم ناپذیر و لغزشی میکروپواسل با استفاده از روش اختلال به صورت عددی حل می گردند. نتایج عددی روش اختلال با نتایج سایر محققین مقایسه می شوند. همچنین نتایج حاصل از روش اختلال با نتایج حاصل از مدل های لغزشی مختلف مقایسه می گردند دیده شد که در اعداد نودسن کوچک مطابقت بسیارخوبی بین نتایج کار حاضر با نتایج دیگران دیده می شود. این امر نشان می دهد که در روش اختلال، با افزایش عدد نودسن به تصحیحات بیشتری نیاز است. لیکن چنین کاری به لحاظ محاسباتی سنگین و پرهزینه می باشد پیشرفت و توسعه در صنعت الکترونیک، تکنولوژی میکروساختارها و همچنین مهندسی پزشکی و هوا فضا، باعث اقزایش تحقیق در زمینه ِی پدیده های جریان و انتقال حرارت در میکرو کانالها شده است. جریان و انتقال حرارت در مقیاس میکرو با آنچه در مقیاس های معمول وجود دارد بسیارمتفاوت است. مطالعات عددی، تجربی و تحلیلی بسیاری بر روی پدیده های جریان و انتقال حرارت در میکروکانال ها انجام شده است. به لحاظ کیفی فهمیده شد که جریان گازی در یک میکروکانال تحت تاثیر ترقیق ، زبری سطح ، تراکم پذیری می باشند. اثرات اصلی ترقیق، لغزش سرعت و پرش دما می باشند.

هدف از این پایان نامه، شبیه سازی عددی توربین های بادی مگنوس با استوانه های دوار توسط نرم افزار ansys cfx و نهایتا ترسیم نمودار c_p بر حسب ? برای آنها می باشد، تا بتوان بازده آنها را با سایر توربین های بادی موجود مقایسه نمود.بر این اساس ابتدا یک استوانه ساکن و دوار در جریان هوای عمود بر آن قرار گرفته وضرایب لیفت و درگ بر روی آن محاسبه گردیده-است.در این مرحله از پروژه ابتدا یک حل پایدار انجام گرفته و تقریبا از تمامی مدل های توربولانسی جهت حل مساله استفاده گردیده است.اما به علت خطای بیش از حد، که علت آن را می توان نوسانی بودن نیروهای لیفت و درگ بر روی استوانه ذکر نمود، مجدا از یک حل گذرا برای تحلیل این مساله استفاده شده و مشاهده می گردد که می توان با استفاده از یک حل گذرا و مدل توربولانسی bsl جواب های نسبتا مناسبی را بدست آورد.حال با تعیین بهترین مدل برای تحلیل جریان بر روی استوانه؛ یعنی مدل bsl ؛ این مدل به عنوان مبنای محاسبات قرار گرفته است.در ادامه پروژه نیز با در نظر گرفتن دو نوع مدل مختلف برای شبیه-سازی توربین های بادی مگنوس، نتایج این شبیه سازی با نتایج کار تجربی انجام گرفته در این زمینه مقایسه گردیده است.نهایتا در انتهای پروژه نیز با افزایش سرعت زاویه ای استوانه ؛ به عنوان پره توربین؛ از 300 تا 8000 دور بر دقیقه نمودار c_p بر حسب ? برای این نوع از توربین ها ترسیم شده و می توان بازده آن را با سایر توربین های بادی موجود مقایسه نمود.در واقع می-توان با استفاده از این نمودار و در نظر گرفتن هزینه های ساخت نسبتا کمتر این توربین ها در قیاس با سایر توربین های بادی با پره-های ایرفویلی، اقتصادی بودن یا نبودن این توربین ها را نتیجه گرفت. بر این اساس، این پایان نامه در قالب پنج فصل نوشته شده است.در فصل اول، مقدمه ای مختصر پیرامون توربین های بادی مگنوس و مروری بر کارهای قبلی انجام شده در این زمینه ارائه شده است. در فصل 2 نیز مختصری راجع به جریان های ایده آل بیان شده-است.در فصل 3، معادلات حاکم بر جریان های لزج، مدل های مختلف توربولانسی و مزایا و معایب هر یک تشریح گردیده است.در فصل 4، هندسه مساله و نتایج بدست آمده در قالب نمودار، خطوط جریان و کانتورهای موردنیاز بیان شده است.نهایتا فصل 5 نیز، شامل یک نتیجه گیری کلی و چند پیشنهاد، جهت توسعه کار انجام گرفته می باشد.

با توجه به استخراج بخش عمده ای از نفت خام از حوزه های فراساحلی، امکان انتشار نفت به محیط های دریایی در اثر عوامل متعددی وجود دارد. از آن‎جا که انتشار نفت در آب زیان‎بار بوده و صدمات زیادی به محیط زیست و خطوط ساحلی وارد می‎آورد، جمع‎آوری هر چه سریع‎تر نفت از سطح آب به منظور کاهش خسارات زیست محیطی و اقتصادی ناشی از حضور نفت در محیط‎های آبی امری بسیار ضروری است. یکی از روش‎های تمیزکاری نفت از سطح آب استفاده از یدک‎کش‎های پاک‎سازی نفت می‎باشد. در این حالت بهینه‎سازی عملیات تمیز‎کاری، به کوتاه ترین زمان ممکن پاک‎سازی و حداقل نمودن هزینه تمیزکاری بر مبنای حجم نفت ریخته شده مربوط می‎شود. هدف در اینگونه مسائل عبارتست از تعیین بردار بهینه موقعیت که زمان پاک‎سازی لکه نفتی حداقل شود. با توجه به وجود مناطق نفت‎خیز و پایانه‎های نفتی در منطقه خلیج فارس و سابقه وجود حوادث نفتی در این منطقه، هدف از پژوهش جاری تهیه سناریوهای مناسب پاک‎سازی نفت، بواسطه بهینه‎سازی مکان قرارگیری یدک‎کش‎های پاک‎سازی نفت در منطقه خلیج‎فارس می‎باشد. بدین منظور با توجه به اهمیت پاکسازی لکه نفتی در کمتر از 36 ساعت و مقرون به صرفه نبودن پاک سازی نفت بعد از این زمان، یک مدل بهینه‎سازی براساس انتشار و استهلاک کوتاه مدت نفت در خلیج فارس توسعه و بسط داده شده است. در این مدل تغییرات حجم لکه نفت براساس فرآیندهای استهلاکی تبخیر و امولسیون در نظر گرفته شده است. این فرآیندها در میان سایر فرآیندهای استهلاکی در ابتدای انتشار نفت به محیط سهم غالبی دارا می باشند. سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک و استفاده از مدل تهیه شده به تهیه چیدمان بهینه یدک‎کش‎های پاک‎سازی نفت مبادرت ورزیده شده است و چیدمان بهینه با در نظرگرفتن تعداد ده یدک کش برای سناریوهای مختلف نشت نفت ارائه شده است. همچنین پس از برخی فرضیات مهندسی چیدمان بهینه ای با تعداد ده یدک کش، قابل کاربرد برای تمامی سناریوها ارائه شده است. سپس بر اساس آنالیز کیفی مبتنی بر ارزیابی احتمال وقوع آسیب های ناشی از نشت نفت و پیامدهای ناشی از این آسیب ها به تهیه نقشه ریسک در خلیج فارس اقدام شده است. روش مورد استفاده در تجزیه و تحلیل خطر، فرآیند تحلیلی سلسله مراتبی می باشد. این فرآیند پس از یک سری تغییرات به ابزاری برای الویت بندی خطر تبدیل شده است. در انتها نیز نتایج حاصل از اجرای الگوریتم ژنتیک با نتایج حاصل از نقشه ریسک اعتبارسنجی شده است.

هدف از این پایان نامه، طراحی و ساخت توربین های بادی مگنوس با (بدون) صفحه هدایت کننده جریان و نهایتا ترسیم نمودار c_p بر حسب ? و توان برحسب سرعت باد برای آنها می باشد، تا بتوان بازده این دو نوع توربین با هم مقایسه نمود. بر این اساس ابتدا یک استوانه ساکن و دوار در جریان هوای عمود، برآن قرار گرفته و ضرایب لیفت و درگ بر روی آن محاسبه گردیده است. در این مرحله از پروژه ابتدا یک حل پایدار انجام گرفته و تقریبا از تمامی مدل های توربولانسی جهت حل مساله استفاده گردیده است. اما به علت جریان غیر دائم که موجب خطای بیش از حد می شد، مجددا از یک حل گذرا برای تحلیل این مساله استفاده گردید و مشاهده شد که می توان با استفاده از یک حل گذرا و مدل توربولانسی خاص جواب های نسبتا مناسبی را بدست آورد. حال با تعیین بهترین مدل برای تحلیل جریان بر روی استوانه،آن را به عنوان مبنای محاسبات قرار داد. در ادامه پروژه شبیه سازی برای استوانه دوار با صفحه هدایت کننده جریان با زاویه 90 درجه و 135درجه انجام گرفت و نتایج این شبیه سازی با نتایج استوانه دوار مقایسه شد. با به دست آوردن زوایه مناسب برای صفحه هدایت کننده جریان این توربین طراحی و ساخته شد. در نهایت نمودار های توان و گشتاور بر حسب سرعت باد برای توربین ساخته شده به دست آورده شد. در واقع می توان با استفاده از این نمودار و در نظر گرفتن هزینه های ساخت نسبتا کمتر این توربین ها در قیاس با سایر توربین های بادی با پره های ایرفویلی، اقتصادی بودن یا نبودن این توربین ها را نتیجه گرفت.

در این پژوهش، ابتدا طراحی پره توربین باد محور افقی با روش مومنتوم المان پره، که رایج ترین روش طراحی پره توربین باد می باشد، انجام می شود.در این روش، ابتدا، منحنی های ضرایب آیرودینامیکییک ایرفویل مشخص به عنوان ورودی در نظر گرفته می شود. سپس، مشخصات هندسی مقاطع مختلف پره شامل: طول کورد، زاویه پیچش و زاویه نسبی جریان و همچنین، قطر پره با استفاده از این روش محاسبه می گردد. ایرفویلهای متفاوت توربین باد با روش مومنتوم المان پره، از نظر آیرودینامیکی با هم مقایسه و از بهترین ایرفویل برای طراحی پره استفاده می شود. سپس تحلیل عددی سه بعدی جریان اطراف پره طراحی شده، در نرم افزار ansys cfx انجام می شود. در تحلیل سه بعدی از روش دستگاه مرجع متحرک برای ناحیه دوار استفاده می شود. همچنین، از مدل آشفتگی sst به همراه شبکه لایه مرزی روی سطح پره استفاده شده است. در ادامه، با استفاده از یک روش طراحی معکوس تکراری، عملکرد آیرودینامیکی ایرفویل استفاده شده برای طراحی پره، بهبود می یابد. در این روش، اختلاف بین توزیع فشار حاصل از حل عددی جریان حول هندسه موجود و توزیع فشار هدف در هر نقطه از سطح ایرفویل باعث تغییر شکل ایرفویل در هر مرحله می شود. تغییر شکل ایرفویل (مقطع پره)، تا رسیدن به توزیع فشار هدف روی سطح آن ادامه می یابد. الگوریتم اصلاح هندسه به صورت یک برنامه در نرم افزار cfx وارد شده و به همراه حل جریان در هر تغییر شکل در محیط نرم افزار صورت می گیرد. ضریب لیفت و نسبت لیفت به درگ ایرفویل جدید به ترتیب 4/5% و8/3% بیشتر از ایرفویل اولیه است. در نهایت، با استفاده از ایرفویل بهبود یافته، پره جدید طراحی و حل عددی سه بعدی آن صورت می پذیرد. نتایج حل عددی سه بعدی نشان می دهدضریب توان پره جدید 3/2% نسبت به پره اولیه بهبود می یابد.لازم به ذکر است که هدف، بهبود خواص آیرودینامیکی توربین بوده و مقاومت پره در مقابل شکسته شدن، در نظر گرفته نشده است.

این پژوهش به بررسی تجربی انتقال حرارت و افت فشار جریان نانوسیال اکسید تیتانیوم می پردازد. در دو دهه اخیر مطالعات بر روی رفتار رئولوژیکی و انتقال حرارتی نانوسیالات به شدت رشد کرده و نتایج حاصل، پیشرفت های چشمگیری در این زمینه را حکایت می کند. به منظور افزایش هرچه بیشتر انتقال حرارت، در کنار استفاده از سیال مناسب، می توان از تجهیزات درون لوله ای نظیر سیم پیچ، نوار پیچه و نوار حلزونی نیز بهره جست. طی کار حاضر آزمایش ها برای آب و نانوسیال با غلظت های مختلف درون لوله صاف و با کارگذاری نوار پیچه انجام گرفت. شرط مرزی دمای ثابت دیواره بر مسئله حاکم بود. بخش آزمایش به طول m 935/0، از یک لوله مسی به قطر داخلی mm8 که نوار ها درون آن قرار می گرفتند تشکیل شده بود. گام پیچش نوار های مورد استفاده در محدوده بوده و غلظت حجمی نانوسیالات مورد استفاده در این پژوهش بود. محدوده عدد رینولدز جریان طی این پژوهش 3000 تا 22000 است، که دربرگیرنده رژیم های جریان گذار و مغشوش است، اما به نوعی با وجود نوار پیچه می توان اظهار کرد که اغتشاشات حاصل در جریان، رژیم مغشوش را بر شکل جریان دیکته می کند. نتایج حاکی از بهبود انتقال حرارت با بکارگیری نانوسیالات بوده، به گونه ای که با تغلیظ نانوسیال این روند همچنان ادامه می یافت. همچنین بکارگیری همزمان نانوسیال و نوار پیچه تاثیر بسیار چشمگیری بر افزایش انتقال حرارت گذاشته، به طوری که بیشترین انتقال حرارت برای نانوسیال %5/0 حجمی و نوار پیچه با گام 5 ثبت شد. از طرفی باید متذکر شد که هر دو روش غیرفعال مورد استفاده در این تحقیق بر افزایش میزان افت فشار نیز دامن می زنند. بدین ترتیب با بررسی پارامتر ضریب عملکرد میزان چربش انتقال حرارت به افت فشار نیز بررسی شد. بررسی مزبور نشان دهنده مزیت بالای استفاده همزمان از نوار پیچه و نانوسیال بود. در پایان به منظور تکمیل هرچه بیشتر بانک اطلاعات حاصل از پژوهش ها در این زمینه و سهل الوصول نمودن کاربرد نتایج پژوهش حاضر، به ارائه روابطی برای محاسبه عدد ناسلت و ضریب اصطکاک در محدوده آزمایش ها پرداختیم.

انتقال حرارت یکی از مهم ترین پدیده های زندگی بشر بوده و وسایل انتقال حرارتی روز به روز در حال پیشرفت هستند. اصلی ترین مشکل سیالات انتقال حرارت معمولی، پایین بودن ضریب هدایت حرارتی آنها می باشد. این مشکل را می توان با افزودن مقدار کمی از نانوذرات بهبود بخشید. در این مطالعه، افت فشار و انتقال حرارت جریان نانوسیال اکسید تیتانیوم- آب به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت. سه لوله مارپیچی با الگوی دایروی با نسبت انحنای 0375/0، 071/0 و 123/0 و یک لوله مارپیچی با الگوی مربعی با نسبت انحنای هیدرولیکی 071/0 با شرط مرزی دمای سطح ثابت مورد استفاده قرار گرفت. برای ارضای شرط دمای ثابت از مخزن بخار استفاده گردید. غلظت های نانوسیال های مورد استفاده در این تحقیق 1/0 و 5/0% حجمی بوده و برای تهیه و آماده سازی نانوسیال از دستگاه اولتراسونیک استفاده شد. قبل از انجام آزمایشات روی نانوسیال ها، صحت عملکرد دستگاه آزمایش توسط جریان سیال پایه آب درون لوله صاف در هر دو رژیم جریان آرام و مغشوش مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در جریان آرام، ضریب اصطکاک و عدد ناسلت به دست آمده از داده های تجربی با روابط پیشنهادی دارای بیشینه خطای به ترتیب 1/4 و 1/14% بوده و در جریان مغشوش نیز بیشینه خطا برای ضریب اصطکاک و عدد ناسلت به ترتیب 1/6 و 1/8% می باشد. نتایج نشان داد که برای تمامی سیال ها و لوله های مورد استفاده ، با افزایش عدد رینولدز، عدد ناسلت افزایش یافته و ضریب اصطکاک کاهش می یابد. استفاده از الگوی مربعی به جای دایروی ضریب اصطکاک و عدد ناسلت را به میزان قابل توجهی افزایش داد. به عنوان مثال، در جریان آرام و مغشوش لوله مارپیچ دایروی، به ترتیب به میزان 6/9 و 9/4% افزایش عدد ناسلت داشتیم. با افزودن نانوذرات به سیال پایه شاهد افزایش آشکار ضریب اصطکاک و عدد ناسلت بودیم و این روند افزایشی با افزایش غلظت حجمی نانوذرات افزایش می یابد. به عنوان مثال برای لوله مارپیچ مربعی و نانوسیال 1/0 % و 5/0 % حجمی به طور متوسط عدد ناسلت به ترتیب 3/10% و 5/16% بیشتر از جریان آب خالص در همان اعداد رینولدز بود. در محاسبه خواص ترموفیزیکی نانوسیال ها از روابط و مدل های پیشنهادی استفاده شد. در نمودارهای ضریب اصطکاک و عدد ناسلت شاهد یک پرش در مقادیر بودیم که دلیل آن انتقال رژیم جریان از آرام به مغشوش ذکر شد. عدد رینولدز بحرانی که این پرش ها اتفاق افتاد بسیار بزرگتر از عدد رینولدز بحرانی لوله صاف بود که دلیل آن اثر انحنا می باشد. در نهایت با استفاده از برازش منحنی داده های تجربی، روابطی برای محاسبه ضریب اصطکاک و عدد ناسلت لوله های مارپیچی بر اساس هندسه لوله مارپیچی و عدد رینولدز و پرانتل ارایه گردید.

در سیستم های پرتابه به علت بالا بودن سرعت ورود به جو در اثر فشرده شدن مولکولهای هوا و امواج ضربه ای قوی در جلوی پرتابه گرمایش آیرودینامیکی شدیدی بوجود می آید.در اثر این پدیده و به وجود آمدن شرایط محیطی حاد در مواد فداشونده مرز متحرک ظاهر می شود. تحلیل حرارتی اجسام بازگشت به جو و استفاده از پوشش مواد فداشونده روی سازه اصلی مستلزم مدلسازی مناسب جهت تعیین شار حرارتی در مرز است. عملاً اندازه گیری شار حرارتی وارد به این سطوح به صورت مستقیم امری غیر ممکن یا بسیار مشکل می باشد. تحت این شرایط، با استفاده از روش های معکوس انتقال حرارت می توان مبادرت به محاسبه شار حرارتی به وسیله اندازه گیری دما توسط حسگرهای دمایی نمود. مشکلی که وجود دارد داده-های اندازه گیری شده دارای نویز است و برای حذف نویز و تخمین شارحرارتی بایستی از روش های گرادیانی و سایر روش ها استفاده کرد. در گذشته کارهایی با استفاده از روشهای معکوس انتقال حرارت صورت گرفته است، از جمله استفاده از روش های گرادیانی جهت تخمین غیرآنی شار-حرارتی می باشد. روش های گرادیانی دارای دقت خوب ولی زمان زیادی را برای محاسبات طلب می کند. در کار حاضر تخمین شار حرارتی برای دو ماده فداشونده سطحی (ذغال نشونده) و فداشونده تجزیه پذیر (ذغال شونده) به روش فیلتر کالمن انجام می شود که به علت تخمین آنی شار حرارتی محل بهینه حسگرهای دمایی را در یک مرز متحرک در اختیار قرار می دهد. علاوه بر این از نتایج کار حاضر می توان در طراحی حسگرهای شارسنج استفاده نمود. نتایج روش کنونی برای تعیین موقعیت بهینه سه حسگر دمایی در مرز متحرک فدا شونده و از بین بردن اغتشاشات در لحظه سوختن حسگر برای تخمین دقیق تر شار حرارتی ارائه می شود.

در این تحقیق، سعی داریم اثرات بر هم کنش پروانه را بر بال بررسی کنیم. این کار را در محیط پتانسیل انجام می دهیم تا بتوانیم از خواص و معادلات آن استفاده کنیم و از هزینه های حل بکاهیم. بدین صورت که بال را با استفاده از توزیع چشمه و دابلت به صورت سه بعدی مدل می کنیم. اثرات پروانه و گردش آن را به صورت یک پروفیل سرعت ورودی برای بال در نظر می گیریم. این توزیع را می توان از تیوری های مختلفی پیدا کرد. ولی برای اینکه جواب های پایا داشته باشیم و نیز سرعت گردشی سیال پشت پروانه را مدل کنیم، از تیوری ممنتوم که یکی از انواع مدل های دیسک محرک است، استفاده می کنیم. در ابتدا بال را با پروانه ی خاموش تست می کنیم که نشان می دهد، نتایج کد خیلی خوب با تجربه منطبق است. نظیر چنین نتایجی را در نمودار های ضریب کلی لیفت و ضریب کلی درگ القایی بر حسب زاویه ی حمله و ضرایب محلی لیفت می توان یافت. پس از روشن کردن پروانه، سرعت گردشی و محوری ناشی از آن به صورت سرعت ورودی به بال، با سرعت سیال در بینهایت جمع می شود و درنهایت، به صورت شرایط مرزی سرعت عمودی به مرز جامد برابر صفر، در معادلات ظاهر می شود. ضریب کلی بر حسب زاویه حمله بدست آمده در این حالت، سازگاری بسیار خوبی با تجربه دارد. نتایج ضرایب محلی لیفت نیز نمودار های تجربی را دنبال می کند.

جریان حول اجسام پرنده از قبیل هواپیما، موضوع مطالعات بسیاری بوده است که به صورت آزمایش و یا شبیه سازی عددی انجام شده اند. ویژگی این جریان با کاربردهای علمی زیادی ارتباط پیدا می کند. در حال حاضر، با استفاده از نرم افزار تجاری فلوینت، ابتدا جریان بر روی بال سه بعدی onera که داده های تجربی آن در دسترس می باشد شبیه سازی شده است و پس از تایید درستی نتایج بدست آمده از روشی مشابه برای شبیه سازی جریان حول هواپیمای بدون سرنشین آریا که توسط گروه هوافضای دانشگاه صنعتی اصفهان طراحی و ساخته شده است، استفاده می شود. در این نرم افزار روش مورد استفاده برای حل معادلات ناویر- استوکس روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل می باشد که به روی شبکه های بدون سازمان اعمال شده است. عدد بی بعد شاخص در این جریان، عدد رینولدز می باشد.در ابتدای بررسی جریان روی هواپیمای مدل ، شرایط مرزی و مکان بهینه آنها بررسی شده و در ادامه بعد از مشخص شدن اندازه میدان جریان در هر دو حالت غیر لزج ولزج، بحث مربوط به مطالعه شبکه برای چهار حالت انجام شده است.در بخش بعدی مدلسازی جریان غیر لزج بر روی هواپیمای آریا انجام شده است. بررسی ضریب فشار در مقاطع مختلف ،ضرایب درگ ولیفت در زوایای حمله مختلف از کارهای انجام شده در این قسمت می باشد.در قسمت بعدی جریان سه بعدی گذرنده مغشوش بررسی شده است. بررسی مدلهای اغتشاشی اسپالارت-آلماراس،k-? استاندارد،rng) k-? )، k-?توسعه یافته و k-? بررسی ضریب فشار در مقاطع مختلف و همچنین ضرایب لیفت و درگ در این مدلها از دیگر کارهای انجام شده در این قسمت می باشد.در آخر مقایسه ضرایب لیفت و درگ برای جریان لزج و غیر لزج ارایه شده است.

نگرانیهای ناشی از اتمام منابع انرژی های فسیلی از یک سو و سهم عمده آنها در آلودگی های زیست محیطی از سوی دیگر، رویکرد کلی تولید، بهره وری و مصرف انرژی را به سمت استفاده از تجهیزات پر بازده تولید برق مانند پیل سوختی، تغییر داده است. ازآنجا که هزینه سرمایه گذاری اولیه این تجهیزات هر ساله در حال کاهش است، ورود آنها به بازار مصرف کاملاً قابل انتظار است. گازهای داغ در خروجی پیل سوختی اکسید جامد پتانسیل بسیار مناسبی برای استفاده در سیکلهای بازیافت گرما و به منظور تولید سرمایش و آب گرم مصرفی در ساختمانها دارد. در این پایان نامه، یک سیکل ترکیبی پیل سوختی اکسید جامد با ظرفیت تولید توان 215 کیلووات که وظیفه تأمین همزمان انرژی الکتریکی، بارسرمایی و آب گرم مصرفی یک ساختمان به مساحت 4600 متر مربع با کاربری هتل را به عهده دارد، معرفی می شود و با استفاده از تحلیل همزمان انرژی واگزرژی عملکرد آن به لحاظ مقادیر افت اگزرژی و راندمان قانون دوم مورد بررسی قرار می گیرد. در ادامه تاثیر میزان دبی سوخت و هوای ورودی و همچنین چگالی جریان به عنوان پارامترهای کنترل پیل سوختی بر عملکرد آن مورد مطالعه قرار گرفته و یک نرم افزار جامع برای تحلیل انرژی- اگزرژی و مطالعه پارامتریک این سیکل ارایه می گردد . مقایسه این سیکل با سیکلهای معمول موتورخانه مرکزی و تامین برق از شبکه توزیع سراسری، به لحاظ معیارهای اقتصادی در انتهای این پژوهش، انجام شده است. نتایج تحلیل انرژی واگزرژی این سیکل نشان می دهد که در بهترین حالت و بر مبنای ارزش حرارتی پایینی سوخت، راندمان کلی 83 درصد برای سیکل تولید و بازیافت همزمان انرژی حاصل خواهد شد و این راندمان مربوط به شرایط آب و هوایی گرم ترین ماه سال و درساعت 5 بعد از ظهر است که در آن کل نیاز انرژی الکتریکی و بار برودتی و 40 درصد از آب گرم مصرفی ساختمان تأمین خواهد شد. در حدود 49 درصد اگزرژی ورودی به پیل سوختی قابل تبدیل به انرژی الکتریکی و یا بار برودتی وآب گرم مصرفی است. همچنین ژنراتور چیلر و پیل سوختی بیشترین سهم تخریب اگزرژی را دارند.

در صنایعی مانند پالایشگاه که وقفه در کار آن باعث ایجاد ضربات اقتصادی در کشورها واختلال در چرخه تولید می گردد بایستی پیش بینی های لازم برای جلوگیری از ایجاد اشکال در کار پالایشگاه صورت گیرد که در این خصوص پیاده سازی اصول ایمنی و داشتن شبکه های مقابله سریع با حوادث در اولویت قرار دارد و از همه مهمتر داشتن یک شبکه آتش نشانی منسجم و کارآمد جزء شاخصه های اصلی به شمار می رود. در چنین صنایعی استفاده از یک سیستم بهینه اطفا حریق که بتواند در کوتاهترین زمان آتش را مهار و از بروز خسارت جلوگیری نماید ضروری است. رکن و مهمترین جزء اصلی هر سیستم اطفا حریق آبی، شبکه آبرسانی می باشد. اطلاع از کارآمدی شبکه آبرسانی با توجه به حساسیت بالای آن همواره از اهمیت بالایی برخوردار بوده و مورد توجه کارشناسان می باشد. از آنجا که در این زمینه تا کنون تحقیقاتی صورت نگرفته است، در این پژوهش شبکه آب آتش نشانی شرکت پالایش نفت اصفهان به طور کامل و جامع مورد مطالعه قرار گرفت و شبیه سازی گردیده است. این شبیه سازی بر اساس محدوده های استانداردها و به خصوص استانداردnfpa انجام گرفته و وضع موجود پالایشگاه مشخص شده است. تمام الزاماتی را که این استاندارد و وزارت نفت جمهوری اسلامی ایران برای پالایشگاهها مشخص نموده اند، در این پژوهش برای انجام یک شبیه سازی جامع و مبتنی بر استاندارد مد نظر قرار گرفته است. این محدوده ها شامل پارامترهای گوناگونی از جمله محدوده فشار مناسب، محدوده دبی مناسب، قطر لوله ها، میزان ذخیره آب و سرعت و مشخصات سیال در شبکه آب آتش نشانی پالایشگاهها می باشد. کلیه خطوط لوله شبکه آب آتش نشانی، شیرهای اطفا حریق از جمله شیرهای هیدرانت و مانیتوری، پمپها، گره ها، موقعیت جغرافیایی زمین و مخازن دخیره آب شرکت پالایش نفت اصفهان در این شبیه سازی مدل شده اند و در حالتهای مختلف مورد ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج این شبیه سازی اطلاع از وضعیت شبکه آبرسانی پیچیده و گسترده پالایشگاه را ممکن ساخته است. تحلیل نتایج همراه با راهکارهای لازم جهت بهره برداری از شبکه و چگونگی مطابقت آنها با استانداردهای مذکور ارایه شده است. همچنین تعدادی آزمایشات میدانی به منظور اطمینان از صحت نتایج شبیه سازیها در شرکت پالایش نفت اصفهان بر روی شبکه مورد نظر انجام گرفته و نتایج آن با شبیه سازیهای صورت گرفته و استانداردها مقایسه گردیه است. بررسی این جداول نشان از تقریب بسیار خوب شبیه سازیهای انجام گرفته با واقعیت دارد و همچنین بیانگر مطابقت نسبی خوبی با محدودها و الزامات استاندارد می باشد. یکی از دستاوردهای دیگر این پژوهش آن است که برا اساس نتایج خروجی از شبیه سازیها نقشه ریسک شبکه آب آتش نشانی پالایشگاه بر اساس معیارهای استاندارد و وضع موجود شبکه آب آتش نشانی استخراج و ارایه شده است. در همین راستا بر اساس معیارهای دیگر همچون تعدد مخازن، ضریب اهمیت آنها و مشخصات سیالات ذخیره شده نقشه های ریسک مرتیط، ارایه گردیده است. یکی دیگر از نتایج کاربردی این پژوهش آن است که مدلی نمونه را بیان می نماید، که آرایشی مناسب برای استفاده از شیرهای آتش نشانی جهت اطفا حریق را ارایه می دهد. این آرایش با رعایت محدوده های استاندارد مهار حریق را در کمتر از 15 دقیقه ممکن می سازد. ارایه این مدل بر اساس بهینه سازی شبکه با استفاده از الگوریتم ژنتیک در پالایشگاه اصفهان می باشد. الگوریتم ژنتیک، یکی از الگوریتمهای فرا ابتکاری است و برگرفته از علم ژنتیک است که بر اساس بقای برترین‏ها یا انتخاب طبیعی استوار است. یک کاربرد متداول الگوریتم ژنتیک، استفاده از آن بعنوان تابع بهینه‏کننده است. الگوریتم ژنتیک ابزار سودمندی در بازشناسی الگو، انتخاب ویژگی، درک تصویر و یادگیری ماشینی است. در الگوریتم‏های ژنتیکی، نحوه تکامل ژنتیکی موجودات زنده شبیه‏سازی می‏شود. این الگوریتم با الهام از طبیعت بر پایه اصل تکاملی «پایداری بهترین ها» استوار است و جز کلاس الگوریتم های بهینه سازی تصادفی قرار دارد. در واقع الگوریتم ژنتیک یک تکنیک برنامه نویسی بر اساس تکامل ژنتیکی به عنوان یک الگوی حل مسأله است که در این پژوهش از آن جهت اطفا حریق منطقه مورد مطالعه در کوتاهترین زمان استفاده شده است. کلمات کلیدی : پالایشگاه، اطفا حریق، شبکه آبرسانی، استاندارد nfpa ، نقشه ریسک، الگوریتم ژنتیک

امروزه برای درمان انواع ناباروری، اصلاح نژاد، جلوگیری از انتقال بیماری از مادر به جنین، جلوگیری از تولد نوزادان دارای نقص عضو، تعیین جنسیت پیش از لقاح و ... از روش های تلقیح مصنوعی استفاده می-گردد. در تلقیح مصنوعی از روش هایی همچون ivf، icsiو iui استفاده می-شود. لازمه ی موفقیت در این گونه روش های تلقیح مصنوعی، جداسازی و انتخاب اسپرم های قوی تر سالم تر و در مجموع باکیفیت تر است. از آنجا که پویا بودن به عنوان یک پارامتر مهم در ارتباط با کیفیت اسپرم در نظر گرفته می شود، عملیاتی که بتواند اسپرم های پویا را به بهترین شکل و کمترین خطر جدا کند، برای درمان نا باروری مطلوب است. برای جداسازی اسپرم پویا روش های متفاوتی ارائه گشته است که در این پژوهش در مورد اغلب این روش ها بحث رانده شده است. برخی از این روش ها ماهیتی پزشکی - مکانیکی - الکتریکی دارند. در میان روش های مختلف برای جدا سازی و سرندکردن اسپرم های پویا تر ، روش هایی که از میکرو کانال استفاده می-کنند، از نظر سادگی و کاربر پسندی و سازگاری با طبیعت، از دیگر روش ها پیش افتاده اند. سئو و همکاران سیستمی را طراحی کرده اند که متشکل از چهار کانال و سه مخزن می باشد. در این طراحی جریان موجود در کانال-ها، با استفاده از فشار هیدرواستاتیک ناشی از ارتفاع سیال در مخازن، تولید می گردد و با ایجاد یک جریان معکوس در کانال اصلی، فقط به اسپرم های پویا اجازه شنا در خلاف جهت جریان داده می شود. در این پژوهش، سیستم طراحی شده توسط سئو با استفاده از نرم افزار گمبیت شبکه بندی و به وسیله ی نرم افزار فلوئنت تحلیل شده است. ابتدا، نتایج سئو اعتبار سنجی شده است و سپس اندازه میکرو کانال ها بهینه شده، که طول کانال اصلی برابر mm 5 پیشنهاد شده است. یکی دیگر از روش های میکرو-سیالی موفق روش ژای و همکاران بوده است که در این پژوهش به توسعه و شبیه سازی روش مذکور پرداخته شده است. علاوه بر موارد فوق، در این پژوهش روشی با نام "روش جامع" ارائه گشته است، که با در نظر گرفتن ویژگی ها و خصوصیات سلول اسپرم و با در نظرگرفتن تجربیات محققان پیشین قادر است، اسپرم هایی با بالاترین کیفیت را ارائه کند.

شکل های موجود در طبیعت می تواند زمینه توسعه تکنولوژی های جدید را فراهم سازد. طراحی شناور زیرآبی با الهام از طبیعت همواره توجه بسیاری از مهندسین دریا را به دلایل مختلفی از جمله کاهش هزینه های جستجو در اقیانوس واکتشاف منابع جدید به خود جلب کرده است. هدف اصلی این تحقیق طراحی هندسه جسم زیر آبی با الهام از شکل بدنه و همچنین شبیه سازی آن با استفاده از بر نامه فلوئنت در حالت 3بعدی است. از روی عکس های دوبعدی، هندسه سه بعدی بدن دولفین ایجاد و مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس با الهام گرفتن از شکل بدنه دلفین، هندسه جسم زیر آبی ودم در برنامه کتیا تولید شده است. برای تحلیل مدل در حالت دم زدن نیز از روش مش بندی دینامیکی بهره گرفته شده است. همچنین شناور در حالت مستغرق مورد بررسی قرار گرفته است که در آن از اثرات سطح آزاد صرفه نظر شده است. هندسه مناسب با بررسی هیدرودینامیکی بدنه دولفین تحت تغییر شکل های دم و بدنه های مختلف طراحی شده است. چهار نوع بدنه و دم طراحی شده مورد بررسی قرار گرفته است و با یکدیگر مقایسه شده اند. در این تحقیق مدل های توربولانسی ?-k rdstanda، ?-k rng و ?-k استفاده شده است. نتایج بدست آمده از این پژوهش حاکی از این مطلب است که با افزایش سرعت در محدوده 1 تا 3 متر بر ثانیه نیروی درگ کاهش یافته و با تغییر فرم بدنه شناور زیر آبی میزان رشد نیروی درگ، کاهش می یابد. پس از تحلیل عددی هندسه های مورد بحث و تطبیق با مدل تجربی متوجه می شویم مدل چهارم مناسب تر می باشد. چون این مدل نیروی درگ کمتری را تحمل می کند. در ادامه با الهام گرفتن از حالت دم زدن دلفین در آب، به بررسی مشبندی دینامیکی مدل در حالت 2 بعدی برای خلق این حرکت اقدام شده است. با مشبندی دینامیکی متوجه می-شویم هنگامی که شناور در حالت دم زدن است میزان تولید نیروی درگ به میزان کمی کاهش می یابد. باید این نکته را در نظر گرفت برای ایجاد حرکت عینی شنای دلفین با مشکلات فراوانی روبرو هستیم و در کار حاضر بدنه دلفین صلب در نظر گرفته شده است و حالت دم زدن نیز مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی صحت مدل شبیه سازی شده، مدل با یک بستر آزمایشگاهی مقایسه شده است. پارامترهای مهم هیدرودینامیکی استخراج وبا نتایج شبیه سازی مقایسه شده اند که حاکی از انطباق نسبتاً مناسب نتایج است. از این رو می-توان از مدل شبیه سازی شده به منظور بهینه سازی و بررسی پارامترهای مورد نیاز استفاده کرد. این امر باعث کاهش هزینه های خطا در آزمایش و ساخت خواهد شد

در این پایان نامه به محاسبه و بهینه سازی ترمواقتصادی سیستم تبرید اژکتوری با منبع خورشیدی پرداخته شد ه است. در این سیستم که برای کاربردهای تهویه مطبوع در نظر گرفته شده است از آب بعنوان مبرد استفاده شده است. در انجام محاسبات سیستم ظرفیت تبرید 5 کیلووات در نظر گرفته شده است. در این پایان نامه ساختارهای مختلف برای سیستم پیشنهاد شده، سپس این ساختارها شبیه سازی ترمودینامیکی شده اند. در انجام شبیه سازی سیستم، با توجه به محدوده دمایی ژنراتور، کلکتور انتخاب شده از نوع صفحه تخت است و شدت تابش خورشید ثابت و برابر با w/m2 850 در نظر گرفته شده است. برای کلیه مدل ها یک شرایط پایه یکسان تعریف شده است که در این شرایط دمای ژنراتور و کندانسور بترتیب c 85 و c 45 انتخاب شده و دمای اواپراتور c 7 در نظر گرفته شده است. با توجه به این که هزینه مبدل های حرارت به اندازه آنها بستگی دارد، ضریب انتقال حرارت کلیه مبدل ها محاسبه شده و از روابط مربوطه سطح انتقال حرارت آنها محاسبه شده است. شبیه سازی ترمودینامیکی تمامی این مدل ها در نرم افزار ees صورت گرفته است. شبیه سازی ترمودینامیکی بطور کامل صورت گرفته و اگزرژی همه جریان های درون سیستم برای تمامی مدل ها محاسبه شده است. ضریب عملکرد سیستم و بازده تمامی اجزای درون سیستم تعیین شده است و مشخص شده است که در میان ساختارهای بررسی شده مدل چهارم با ضریب عملکرد 253/0 بالاترین ضریب عملکرد را برای شرایط پایه در نظر گرفته شده دارد. پس از تحلیل کامل و دقیق ترمودینامیکی ساختارهای پیشنهاد شده، محاسبات ترمواقتصادی سیستم صورت گرفته است. محاسبه ترمواقتصادی بر اساس روش متوسط هزینه اگزرژیک صورت گرفته است که یکی از کارآمدترین روش ها در محاسبات ترمواقتصادی سیستم های انرژی است. پس از انجام محاسبات اقتصادی و بدست آوردن هزینه جریان ها و هزینه تولید برای مدل های مختلف، مشخص شد که هزینه تولید در مدل های دوم و چهارم بسیار پایین تر از مدل اول و سوم است. هزینه تولید در مدل دوم gj/$ 71/76 بدست آمد که کمینه هزینه در بین مدل های پیشنهاد شده بود. با توجه به هزینه خرید اولیه و عملکرد ترمودینامیکی مدل های مختلف، این مدل برای بهینه سازی انتخاب شد. پس از انتخاب این مدل برای بهینه سازی، در یک فرایند تکرار بهینه سازی صورت گرفته است. پس از انجام بهینه سازی برای این مدل دمای ژنراتور c 88 ، دمای کندانسور و دمای اواپراتورc 5 انتخاب شد. بهینه سازی این سیستم % 8/1 کاهش هزینه تولید، % 57/20 کاهش هزینه خرید اجزاء و %1/39 کاهش هزینه اتلافات درون سیستم را در پی داشت. کشور ایران از نظر منابع انرژی خورشیدی بسیار غنی است و در طور فصول گرم سال کمتر آسمانی ابری دارد. از طرفی سالانه انرژی زیادی برای تامین سرمایش و تهویه مطبوع مکان های مسکونی و اداری صرف می شود. طراحی و کاربرد سیستم های تبرید خورشیدی می تواند راه حلی برای کاهش مصرف برق باشد و طراحی سیستم با بازدهی اقتصادی بالا موجب کاهش بیشتر هزینه در این بخش خواهد شد.

محدودیت منابع تجدید ناپذیر فسیلی و مشکلات زیست محیطی ناشی از بکارگیری آنها، سبب توجه جهانیان به فناوری پیل سوختی شده، که روشی پایدار، ایمن و سازگار با محیط زیست است. پیل سوختی اکسید جامد، به دلیل بازدهی بالا در تبدیل مستقیم انرژی شیمیایی سوخت های فسیلی به انرژی الکتریکی و انتشار ناچیز آلاینده ها، یکی از این گزینه های اصلی تولید توان در آینده محسوب می گردد. دمای بالای کاری پیل سوختی اکسید جامد امکان استفاده در یک سیکل ترکیبی را فراهم می نماید. در این پایان نامه، ابتدا یک سیستم ترکیبی پیل سوختی اکسید جامد با بهبود دهنده داخلی در ترکیب با یک سیکل میکرو توربین گاز، به عنوان سیستم پایه، در نظر گرفته شده است. این سیستم در کلاس کیلو وات و برای مصارف خانگی به گونه ای در نظر گرفته شده است، که بتواند از گاز شهری به عنوان سوخت استفاده نماید. با مدل سازی الکتروشیمیایی و ترمودینامیکی پیل سوختی اکسید جامد و مشخص کردن افت های ولتاژ در پیل سوختی، ولتاژ کاری پیل سوختی در شرایط مختلف کاری به دست آمد. تاثیر دما، فشار و نسبت گازهای واکنش دهنده در پیل به عنوان پارامترهای اصلی و اندازه سل وسهم تولید توان در هر بخش از سیکل در شرایط مختلف کاری سیکل به عنوان پارامترهای فرعی مورد بررسی قرار گرفتند. سپس از تحلیل انرژی و اگزرژی، به عنوان ابزاری توانمند در تعیین عملکرد سیستم استفاده شده است. تحلیل انرژی، مزایای ترمودینامیکی استفاده از سیستم ترکیبی و افزایش 32 درصدی بازده سیکل به %83 را نشان می دهد. همچنین از تحلیل اگزرژی سیکل، پالایش دهنده خارجی به عنوان بخشی که بیشترین اتلافات را دارد شناخته شد و بازده قانون دوم ترمودینامیک سیکل %65 محاسبه گردید.

احتراق ذرات ریز جامد، خصوصاً ذرات ریز فلزی کاربرد وسیعی در زمینه های مختلف تکنولوژی مدرن دارند. از اینرو، در مرحله اول، برای اولین بار یک مدل تحلیلی برای احتراق ذرات فلزی (بریلیم) ارائه شده است و اثر ترمهای تشعشع و تلفات حرارتی به عنوان پارامترهای موثر بر احتراق ذرات فلزی در معادلات حاکم در نظر گرفته شده و در نهایت سرعت سوزش ، فاصله خاموشی و حد رقیق انتشار شعله با استفاده از این مدل ریاضی محاسبه شده اند. لازم به ذکر است که مدل حاضر تطابق خوبی با مدلهای قبلی ارائه شده برای ذرات آلومینیوم دارد. از آنجا که تمام مطالعات تحلیلی صورت گرفته در زمینه احتراق ذرات غیر ارگانیک به صورت یک بعدی بوده و نتایج این مدل ها از قبیل سرعت شعله تئوری و هم چنین فاصله خاموشی چندان تطابقی با نتایج تجربی نداشت، به همین منظور در قسمت بعدی این تحقیق، یک مدل تحلیلی برای دستیابی به سرعت انتشار شعله و توزیع دمای احتراق ابر ذرات در حالت دو بعدی، پایدار، آرام، رقیق وغنی ارائه شده است. در ادامه این پایان نامه، ابتدا مدل موجود در احتراق یک تک قطره با در نظر گرفتن ترم تشعشع توسعه داده شده است ویک مدل بهتری نسبت به گذشته ارائه شده است و در نهایت نتایج حاضر با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است و در نهایت از مدل موجود برای احتراق تک قطره استفاده شده و با اعمال یک سری تغییرات، مدل جدیدی برای احتراق ذرات زغال سنگ ارائه شده است. در ضمن، در این بخش سعی شده است که تأثیر پایرولیز سوخت بروی احتراق زغال سنگ نیز مورد مطالعه قرارگیرد.

در این تحقیق به بهینه سازی یک سیستم پمپ حرارتی منبع زمینی ترکیب شده با سیستم سرمایش جذبی خورشیدی پرداخته شده است. مدل های انرژی، اگزرژی و اقتصادی سیستم ارائه شده اند. مدل اقتصادی برمبنای روش هزینه مخصوص اگزرژی می باشد. از یک تابع هدف ترمودینامیکی برابر کل تخریب اگزرژی سیستم، یک تابع هدف اقتصادی برابر با هزینه نهایی سیستم، پانزده متغیر تصمیم و قیود مربوطه برای بهینه سازی استفاده شده است. فرایند بهینه سازی با استفاده از الگوریتم تکاملی انجام شده است. در مجموع سه طراحی بهینه ارائه می گرددکه شامل یک طراحی بهینه سازی شده تک هدفه با تابع هدف ترمودینامیکی، یک طراحی بهینه سازی شده تک هدفه با تابع هدف اقتصادی و یک طراحی بهینه سازی شده چند هدفه با توابع هدف ترمودینامیکی و اقتصادی می باشد.در مورد بهینه سازی چند هدفه برای انتخاب نقطه بهینه از میان نقاط جبهه بهینه پارتو نیاز به یک فرایند تصمیم گیری خواهد بود. نتیجه شد که بهینه سازی چند هدفه فرم کلی بهینه سازی تک هدفه می باشد که هر دو معیار اقتصادی و ترودینایکی را به طور همزان مورد توجه قرار می دهد و حل نهایی بهینه سازی چندهدفه به فرایند تصمیم گیری بستگی دارد.در هر حال نتایج آن بین نتایج مربوط به بهینه سازی های تک هدفه اقتصادی و ترمودینایکی خواهد بود. نتایج سه طراحی بهینه سازی شده سیستم ارائه شده و مورد بحث و مقایسه قرار خواهند گرفت. نشان داده شد که بهینه سازی ترمودینایکی بر روی منابع انرژی تمرکز می کند در حالی که بهینه سای اقتصادی فقط منابع مالی را مورد توجه قرار می دهد. در مقابل بهینه سازی چندهدفه منابع انرژی و مالی را مورد توجه قرار می دهد. نتایج نشان داده اند که درصد انحراف از مقادیر ایده ال ترمودینامیکی و اقتصادی برای سیستم بهینه ترمودینامیکی به ترتیب % 00/0 و % 356/436 می باشند. این درصدها برای سیستم بهینه اقتصادی نیز به ترتیب % 688/90 و % 00/0 می باشند. ضمنا انحراف از نقاط ایده ال برای طراحی بهینه چندهدفه برای معیارهای ترمودینامیکی و اقتصادی به ترتیب % 772/7 و % 775/49 بدست آمدند.همچنین نتیجه شد که بهینه سازی چندهدفه معیارهای ترمودینایکی و اقتصادی را بهتر از دو طراحی بهینه تک هدفه اقتصادی و ترمودینایکی ارضا می کند.

در تحقیق حاضر اثر مکش بر پایداری جریان عبوری حول یک ایرفویل بررسی شده است. هدف کلی از این تحقیق دست یابی به جریانی آرام حول ایرفویل می باشد. برای این کار اعمال مکش بر جریان با هدف به تاخیر انداختن محل گذار جریان از رژیم آرام به مغشوش و همچنین بیشینه کردن پارامتر نسبت لیفت به درگ صورت گرفته است. بدین ترتیب، جهت انجام این فرآیند نیاز به حل دقیق جریان و تعیین نقطه گذار جریان می باشد. ابزار استفاده شده برای تحلیل جریان عبوری حول ایرفویل یک کد عددی tvd یا تغییرات کل از بین رونده است که معادلات ناویر-استوکس دوبعدی را به روش ضمنی حل می کند. برای تعیین نقطه گذار جریان از رژیم آرام به مغشوش نیز از روش en استفاده شده است. این روش که برمبنای تحلیل پایداری خطی بنا نهاده شده است، از حل معادله اور-سامرفلد برای تعیین میزان رشد امواج اغتشاشی استفاده می کند. در مرحله ابتدائی از این پژوهش، حل معادله اور-سامرفلد در غالب تحلیل پایداری هیدرودینامیکی جریان برای جریان بر روی یک صفحه تخت و جریان عبوری حول ایرفویل naca 12 انجام شده است. نتایج بدست آمده از تحلیلهای پایداری جریان در تطابق خوبی با نتایج کارهای دیگران قرار دارد. در این تحقیق برای حل معادله اور-سامرفلد از روش تفاضل محدود و تبدیل آن معادله به یک معادله ماتریسی استفاده شده است. برای ارزیابی روش en نیز نتایج حاصل از آن برای تعیین گذار جریان حول ایرفویل naca 12 با نتایج تجربی مقایسه شده است که این مقایسه حاکی از موفقیت این روش در تعیین گذار برای جریان حول ایرفویلها می باشد. پس از تحلیل پایداری جریان و اطمینان حاصل کردن از صحت کارکرد روش en در تعیین گذار جریان، در مرحله بعد کنترل جریان با استفاده از مکش برای جریان عبوری حول ایرفویل انجام شد. برای ارزیابی روش حل، نتایج کد tvd حاضر با نتایج تجربی تحلیل جریان حول ایرفویل vfw-va-2 برای دو حالت جریان بدون مکش و جریان دارای مکش مقایسه شد که تطابق خوبی بین نتایج تحقیق حاضر و نتایج تجربی مشاهده می گردد. پس از ارزیابی روش حل، فرآیند جستجوی مقادیر بهینه پارامتر های موثر بر مکش نظیر محل اعمال مکش و میزان مکش اعمال شده برای جریان حول ایرفویل naca 653-018 انجام شد. این کار با هدف کنترل گذار جریان و به کمک اطلاعات بدست آمده از وضعیت پایداری جریان صورت پذیرفت. در کلیه حالتهای اعمال مکش که با تغییر دادن محل سوراخ مکشی انجام شد، تاخیر در گذار جریان نسبت به حالت بدون مکش بدست آمد. همچنین با مقایسه چندین حالت بررسی شده، این نتیجه حاصل شد که بیشترین تاخیر در گذار جریان هنگامی رخ می دهد که محل اعمال مکش در فاصله بین نقاط گذار جریان و نقطه بحرانی جریان و نزدیکتر به نقطه بحرانی باشد. زیرا فاصله بین این دو نقطه، که ناپایداریها و اغتشاشات جریان به سرعت در حال رشد و تقویت هستند، مناسب ترین محل برای کنترل گذار جریان است. همچنین هر قدر محل اعمال مکش به نقطه بحرانی که منشا تولید اغتشاشات است نزدیکتر باشد، دامنه جریان آرام روی ایرفویل گسترده تر می گردد. اما به طور موازی تاثیر مکش بر ضرایب نیروهای آیرودینامیکی وارد بر ایرفویل نیز بررسی شد که در تمامی حالتهای بررسی شده، مقدار ضریب لیفت با اعمال مکش نسبت به حالت بدون مکش افزایش یافت و مقدار ضریب درگ به جز در چند حالت اندک، در سایر حالتها کم شد. لیکن در کلیه جریانهایی که مکش به آنها اعمال شد می توان شاهد افزایش پارامتر نسبت لیفت به درگ بود. یکی دیگر از اثرات مثبت مکش بر جریان حذف یا کاهش پدیده جدایش جریان است که معمولا در جریان بر روی ایرفویلها در نواحی با زاویه حمله بالا رخ می دهد که این مورد نیز در بخش نتایج نشان داده شده است.

چکیده پیش¬بینی دقیق برهمکنش روتور و بدنه در طراحی و تحلیل بالگردهای مدرن، ضروری است. هنگامی که بخواهیم آزمایشهای بسیار پرهزینه تونل باد را کاهش دهیم، شیبه¬سازی محاسباتی اهمیت فوق ¬العاده -ای پیدا می¬کند. در این تحقیق، جریان حول بالگرد در حضور روتور با فرض حالت پایا شبیه¬سازی شده-است. در این کار، به جای مدل کردن روتور به عنوان جسم جامد در حال دوران، اثر دینامیکی متوسط زمانی آن توسط اضافه کردن عبارتهای چشمه به معادلات مومنتم در یک حجم حلقوی در شبکه حل که متناظر با روتور است، به وجود آمده¬است. عبارتهای چشمه به صورت یکنواخت، خطی و همچنین با کمک تئوری المان پره بر روی سلولهای متناظر با روتور در شبکه حل، توزیع شده¬است. نتایج تونل باد بر روی یک بالگرد مدل به¬صورت تجربی به¬دست آمده¬است. در این تحقیق، جریان حول این بالگرد، در شش وضعیت مختلف از نسبت پیشروش و ضریب تراست روتور حل شده است. ضرایب فشار به¬دست¬آمده از روشهای مختلف بارگذاری روتور با نتایج تجربی مقایسه شده¬است. دقت نتایج حاصل از توزیعهای یکنواخت و خطی جملات چشمه مومنتم، مناسب نبوده¬است. با استفاده از توزیع جملات چشمه مومنتم توسط تئوری المان پره به همراه تصحیحاتی بر روی زوایای گام روتور، ضرایب فشار بر روی بدنه بالگرد به نحو قابل قبولی پیش¬بینی شده¬است. همچنین نتایج حاصل از شبیه¬سازی برای تغییرات نیروی تراست روتور با قدرت آن با روتور آزمایشگاهی همخوانی مناسبی دارد. بالگرد مدل بر روی یک پایه نصب شده-است. بررسیها نشان می¬دهد که هرچند در نظر گرفتن پایه در سرعتهای پایین جریان آزاد تاثیر چندانی بر نتایج نداشته¬است اما با افزایش سرعت جریان آزاد هوا به مقدار40 متر بر ثانیه، حضور پایه در شبیه¬سازی موجب شده¬است ضرایب فشار به¬دست آمده بر روی بدنه، در نواحی پایین¬دست آن به¬شدت کاهش ¬یابد که همین وضعیت درنتایج تجربی نیز مشاهده می¬شود. ضمنا، در نظر گرفتن پایه در شبکه حل موجب بهبود پیش¬بینی نیروهای وارد بر بدنه بالگرد شده¬است

کاهش صدای تولید شده توسط زیردریایی در تحقیقات مختلف مورد توجه قرارگرفته است. دلیل این امر آن است که آب یک منبع بسیار خوب انتقال صدا است و اجازه ردیابی زیردریایی را در فواصل طولانی می دهد. بررسی های زیادی به صورت عددی و آزمایشگاهی درزمینه ی بررسی آکوستیکی زیردریایی انجام گرفته، که در بررسی پیش رو هدف بررسی میدان آکوستیکی حول بدنه یک مدل زیردریایی خاص است. به منظورآشنایی با مسئله، ابتدا یک عدد هیدروفویل مورد بررسی قرارگرفته است. در ادامه جهت بررسی صحت روش در حالت سه بعدی هندسه های نمونه ای ازجمله هندسه یک مکعب به همراه نیم بیضوی درقسمت پشتی و جلویی و همچنین هندسه مکعب به همراه منشور در قسمت جلویی و پشتی مورد بررسی قرار گرفته شده و پس از تطبیق نتایج حاصل و اطمینان از صحت روش مورد بررسی هندسه ی بدنه زیردریایی با استفاده از همان روش مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است.

هدف از این پژوهش مشاهده ی کاربرد مدل فلیملت پایا و گذرا در شبیه سازی شعله های نفوذی مغشوش بلاف بادی، پایلوت و مشعل کانال است. پیش بینی دقیق گونه های آلاینده بسیار مهمی مانند no و co با استفاده از مدل فلیملت گذرا به عنوان مناسب ترین مدل در این زمینه مهم ترین ویژگی این پژوهش است. توسعه مدل گذرای ذره اویلری از یک ذره به چند ذره از دیگر اهداف این پژوهش است.

در پژوهش حاضر، تحلیل عددی سه بعدی اجزاء دوار یک طبقه کمپرسور محوری از یک موتور توربو شفت انجام می پذیرد. تحلیل عددی جریان سه بعدی توسط نرم افزار cfx و حل معادلات rans انجام می شود. حل معادلات جریان تراکم پذیر از روش فشار مبنا و با دقت مرتبه دوم و براساس مدل آشفتگی sst صورت می گیرد. در این پژوهش تاثیر پارامتر زبری روی ناپایداری جریان و بازده سیستم در سرعت هاس دوارنی متفاوت و در مقادیر متفاوت زبری انجام می شود.نتایج حاصل نشان می دهند که با اعمال زبری روی پره های روتور واستاتور، نرخ دبی جرمی بحرانی که در آن پدیده ی استال رخ می دهد و جریان به مرز ناپایداری وارد می شود، کاهش قابل ملاحظه ای را می یابد و ناحیه سرج به تعویق می افتد. اما با اعمال زبری بازده سیستم نسبت به حالت صاف دچار تغییر می شود؛ بدین گونه که در سرعت های دوارنی بالاتری نظیر 38300rpm و 25000rpm ، بازده سیستم کاهش می یابد اما در دورهای پایین تر مانند 15000rpm با اعمال زبری بازده افزایش می یابد که این پدیده به همراه تعویق انداختن ناحیه سرج یک نتیجه بسیار مطلوب برای سیستم مخصوصا سیستم های پروازی تلقی می گردد. این نتایج نشان دادند که یکی از اصلی ترین عوامل ناپایداری کم کردن دبی می باشد. در نتیجه مقادیر متفاوتی از زبری یکنواخت و غیر یکنواخت روی پره های روتور واستاتور بررسی شد. نتایج عددی آشکار کردند که اعمال زبری روی روتور نسبت به استاتور تاثیرات بیشتری روی عملکرد کمپرسور دارد. به ویژه تاثیرات اعمال زبری روی سطح مکش روتور در مقایسه با سطح فشار روتور بالاتر است. علاوه بر آن، تاثیرات دو تابع خطی از زبری خاص در مقایسه با زبری یکنواخت بررسی شد و نتایج مورد بحث قرار گرفتند تا حالت بهینه از لحاض نسبت فشار و بازده به دست آید.