نام پژوهشگر: علی اکبر رنجبر

بررسی عددی تاثیر ذرات نانو در مواد تغییر فاز دهنده در یک محفظه بسته مربعی سه بعدی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه مازندران 1388
  سینا کاشانی   علی اکبر رنجبر

افزایش انتقال حرارت و همچنین افزایش راندمان سیستم های ذخیره کننده انرژی با توجه به محدودیت منابع طبیعی و با هدف کاهش هزینه ها همواره یکی از اساسی ترین دغدغه های مهندسین و محققین بوده است. این امر به خصوص در سیالات به دلیل کوچکی ضریب رسانش حرارتی از اهمیت بیشتری برخوردار است. یکی از مهمترین راه های دستیابی به این امر ،که در سال های اخیر به آن توجه زیادی شده، افزودن ذرات جامد با رسانش حرارتی بالا در ابعاد نانو می باشد. انتقال حرارت به همراه تغییر فاز در بسیاری از کاربردها بویژه در سیستم های ذخیره انرژی حرارتی از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. در این واحد های ذخیره انرژی، هدف استفاده از گرمای نهان ذوب در طول فرایند تغییر فاز است. هدف از این تحقیق بررسی اثر افزودن ذرات نانو به سیال تراکم ناپذیر پایه در انتقال حرارت و تغییر فاز ماده می باشد. در این تحقیق از یک سیال پایه ی آب و چهار نوع نانو ذره ی جامد مس (cu)، آلومینیم (al)، tio2 و اکسید آلومینیم (al2o3) برای شش نسبت حجمی متفاوت (2/0، 15/0، 1/0، 05/0، 025/0، 0=?) استفاده شده است. جریان آرام و در محدوده فرض بوزینسک در نظر گرفته شده و نتایج برای سه عدد گراشف 105، 106 و 107 ارائه گردیده است. با استفاده از نرم افزار fluent مدلسازی تغییر فاز در جریان آرام سیال انجام شده است و افزودن ذرات نانو به سیال پایه با نوشتن udf صورت پذیرفته است. نتایج نشان داده است که وجود نانو ذرات معلق در سیال باعث افزایش نرخ انتقال حرارت و کاهش زمان لازم برای انجماد کامل سیال می شود. همچنین نتایج نشان داده است که عدد ناسلت قبل از شروع تغییر فاز با افزایش نسبت حجمی ذرات نانو افزایش می یابد. همچنین افزودن ذرات مس در ابعاد نانو نسبت به افزودن دیگر ذرات نانو به سیال پایه زمان لازم برای انجماد کامل را بیشتر کاهش می دهد. مقایسه ی نتایج حاصل از حل جریان با تحقیقات پیشین نشان دهنده ی همخوانی قابل قبول این نتایج می-باشد.

بررسی عددی تاثیر مواد تغییر فاز دهنده تقویت شده با ذرات نانو در سیستم های ذخیره سازی انرژی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه مازندران 1388
  مرتضی قنبرپور گروی   علی اکبر رنجبر

نیاز روزافزون بشر به انرژی از یک سو و رو به پایان بودن منابع موجود انرژی و نیز اتلاف بالای انرژی موجب گردید که در سال های اخیر دانشمندان زیادی در سراسر جهان توجه خود را به منابع تجدیدپذیر انرژی و نیز سیستم های ذخیره ساز انرژی معطوف نمایند. ذخیره سازی انرژی از این جهت اهمیت دارد که تولید و مصرف انرژی بطور روزافزون و مستقل از زمان در حال رشد می باشد. بطور کلی سه روش برای ذخیره انرژی حرارتی موجود است که شامل روش گرمای محسوس، گرمای نهان و حرارت ترموشیمیایی می باشد. سیستم های ذخیره ساز انرژی بر پایه روش گرمای نهان، به خصوص در کاربردهای مربوط به انرژی خورشیدی بسیار مناسب می باشند. تغییر فاز جامد-مایع در خلال ذخیره و آزاد سازی انرژی فواید زیادی از جمله ظرفیت ذخیره-سازی بالا و نیز رفتار دما ثابت سیستم را در طی فرایند شارژ و دشارژ امکان پذیر می نماید. در سال های اخیر دانشمندان تلاش های بسیاری را به منظور توسعه و بهبود عملکرد سیستم های ذخیره ساز انرژی انجام دادند. استفاده از تکنولوژی نانو برای افزایش انتقال حرارت فرصت ایده الی را در این عرصه فراهم نموده است. در واقع بعلت پایین بودن رسانش حرارتی سیال های متداول مانند آب، روغن و اتیلن گلیکول، نانوتکنولوژی به منظور جبران آن و افزایش خواص حرارتی این مواد مطرح شده است. بکارگیری نانوذرات در سیال پایه منجر به افزایش رسانش حرارتی و انتقال حرارت بهتر در این مواد می گردد. در این بررسی از نرم افزار تجاری fluent استفاده گشته و روابط مربوط به شبیه سازی نانوسیال و در نظر گرفتن اثر افزودن نانوذرات به ماده تغییر فاز دهنده و همچنین بمنظور فرض سرعت ورودی سهموی برای سیال انتقال دهنده حرارت، udf مربوطه نوشته شده و به این نرم افزار اضافه گشته است. پژوهش حاضر بر روی پارامترهای انتقال حرارت در خلال فرایند ذوب ماده تغییر فاز دهنده در یک سیستم استوانه ای قائم معطوف گشته و تاثیر پارامترهایی مانند دما و دبی سیال عامل ورودی علاوه بر تاثیر استفاده از نانوسیال در تغییر فاز نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. پارافین واکس بعنوان ماده تغییر فاز دهنده و آب بعنوان سیال انتقال دهنده حرارت مورد استفاده قرار گرفته است. بررسی ها نشان داد که پروسه ذوب بطور محسوسی با بکارگیری نانوذرات شتاب گرفته و در واقع سوسپانسیون شکل گرفته با نانوذرات نرخ انتقال حرارت را افزایش داده و همچنین با افزایش درصد حجمی نانوذرات این افزایش نرخ انتقال حرارت چشمگیرتر خواهد بود. در نهایت پژوهش حاضر نشان داد که ظرفیت یک سیستم ذخیره ساز انرژی با استفاده از سوسپانسیون مناسب متشکل از ماده تغییر فاز و ذرات نانو بطور چشمگیری بهبود خواهد یافت

بهینه سازی طرح آزمایش و تخمین ضریب انتقال حرارت معکوس در انجماد دوجهتی فشاری با استفاده از الگوریتم mega
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مهندسی مکانیک 1389
  آتنا قادری   علی اکبر رنجبر

در این تحقیق آنالیز هدایت حرارتی معکوس به منظور تخمین ضرایب انتقال حرارت مرزهای فلز- قالب (ihtc)، در فرایند انجماد فشاری دو جهتی ارائه می شود. ، با استفاده از الگوریتم ژنتیک (ga) برای حل مسئله معکوس، ihtc با دو پروفیل نمایی وابسته به زمان تخمین زده شده است. در یک حالت ihtc فقط وابسته به زمان (شامل 4 پارامتر مجهول) در نظر گرفته شده و در حالت دیگر در دیواره عمودی سمت راست قالب وابستگی به زمان و ارتفاع ، به طور همزمان لحاظ شده است (شامل 6 پارامتر مجهول). دماهای تخمینی با حل عددی مساله مستقیم انجماد دوبعدی و با استفاده از پارامترهای تخمینی بدست می آیند. تغییر فاز در داخل فلز در طول انجماد توسط روش آنتالپی کنترل می شود. برای تایید آنالیز معکوس بکار رفته، شبیه سازی آزمایش با نویز افزودنی گوسی (99% حد اطمینان) صورت گرفته است. از دما های بدون نویز برای تست الگوریتم معکوس استفاده شده است. دماهای شبیه سازی شده وارد الگوریتم شده و با استفاده از تابع هدف تعریف شده برای این الگوریتم بهترین تخمین برای تمامی پارامترهای نامعلوم به دست آمده و بالاترین برازندگی حاصل می شود. نتایج حاصل از مقایسه پارامترهای تخمینی و پارامترهای از پیش انتخاب شده بیان گر کارآیی و سرعت الگوریتم ژنتیک در حل مسائل مختلف بهینه سازی حتی با توابع غیر خطی چند پارامتری و مالتی مودال می باشد.

تخمین معکوس ضریب انتقال حرارت در مرز فلز- قالب در انجماد دوبعدی آلیاژ al- 5%si با استفاده از الگوریتم pso
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مهندسی مکانیک 1389
  پرسیا دوستی بازنشینی   علی اکبر رنجبر

در تحقیق حاضر، آنالیز هدایت حرارتی معکوس به منظور تخمین ضریب انتقال حرارت مرز فلز- قالب (ihtc)، در فرآیند انجماد دو جهتی ارائه می شود. به دلیل وجود شرایط مرزی غیر خطی، تغییر فاز در داخل فلز و شار حرارتی مجهول در دو مرز فلز- قالب و فلز- نسوز، مساله انتقال حرارت معکوس (ihcp)، کاملا غیر خطی است. در این تحقیق، با استفاده از الگوریتم بهینه سازی جمعیت ذره ای (pso) برای حل مسئله معکوس، ihtc با دو پروفیل نمایی تخمین زده شده است، که در حالت اول ihtc فقط وابسته به زمان (شامل چهار پارامتر مجهول) در نظر گرفته شده و در حالت دوم در دیواره عمودی سمت راست قالب وابستگی به زمان و ارتفاع ، به طور همزمان لحاظ شده است (شامل شش پارامتر مجهول). دماهای تخمینی با حل عددی مساله مستقیم انجماد دو بعدی به روش fdm و با فرض معلوم بودن کلیه خواص و پارامترها به دست می آیند. تغییر فاز در داخل فلز در طول انجماد توسط روش آنتالپی کنترل می شود. در حل مسئله با چهار پارامتر مجهول، تاریخچه دمایی از چهار سنسور قرار گرفته درون مذاب، قالب و نسوز به دست آمده و در حالت شش پارامتری تعداد سنسورها به هشت عدد افزایش یافته است. برای تایید آنالیز معکوس به کار رفته، شبیه سازی آزمایش با نویز افزودنی گوسی (99% حد اطمینان) صورت گرفته است. دماهای شبیه سازی شده وارد الگوریتمpso شده و با استفاده از تابع هدف تعریف شده برای این الگوریتم بهترین تخمین برای تمامی پارامترهای نامعلوم به دست آمده و بالاترین برازندگی حاصل می شود. پارامترهای تخمینی برای دو حالت دقیق و با نویز به دست می آیند، در حالت دقیق داده های به دست آمده دقت قابل ملاحظه ای در قیاس با مقادیر از پیش تعیین شده دارند و در حالت نویزی اندکی انحراف نسبت به مقادیر دقیق را نشان می دهند. همچنین هنگامی که تاثیر ارتفاع بر میزان انتقال حرارت از دیواره نسوز در نظر گرفته می شود مقدار مجموع مربعات خطا کاهش می یابد که بیان گر افزایش دقت تخمین می باشد. نتایج حاصل از مقایسه پارامترهای تخمینی و پارامترهای از پیش انتخاب شده بیانگر کارآیی و سرعت الگوریتم بهینه سازی جمعیت ذره ای در حل مسائل مختلف بهینه سازی حتی با توابع غیر خطی چند پارامتری و مالتی مودال می باشد. واژه های کلیدی: آنالیز انتقال حرارت معکوس، ضریب انتقال حرارت مرزی، دماهای شبیه سازی شده، الگوریتم بهینه سازی جمعیت ذره ای.

شبیه سازی جریان و انتقال حرارت نانوسیال ها در میکروکانال
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه مازندران 1390
  عباس رامیار   علی اکبر رنجبر

در این پایان نامه جریان و انتقال حرارت نانوسیال های مختلف در درون میکروکانال هایی با ابعاد مختلف مورد بررسی قرار گرفت. همانطور که در بخش های قبلی اشاره شد، در عصر حاضر تمایل به سرعت های بالاتر در عملکرد پروسسورها و در نتیجه نیاز به سرمایش بیشتر قطعات الکترونیکی، تمایل به ابعاد کوچک تر را بیشتر کرده است. از طرفی استفاده از نانوسیال در صنایع مختلف منجر به بهبود در فرآیند انتقال حرارت شده است. برخی از محققان معتقدند ترکیب این دو تکنولوژی آینده دنیای الکترونیک را می سازد. در این پایان نامه جریان و انتقال حرارت نانوسیال در میکروکانال در دوبعد و سه بعد مورد ارزیابی قرار گرفته و اثر پارامترهای مختلف بررسی شد. بطور کلی نتایج بدست آمده را می توان به صورت زیر خلاصه کرد: 1- مقایسه و بررسی نتایج موجود در مقالات و همچنین مقایسه نتایج این پایان نامه با نتایج تجربی نشان دادند که معادلات حاکم بر جریان سیال در کانال هایی با ابعاد معمول می توانند برای جریان درون میکروکانال نیز مورد استفاده قرار بگیرند و بیشتر اثرات ابعادی که تا چندی قبل از آن ها بعنوان پدیده های ناشناخته در میکروکانال ها یاد می شد بیشتر حاصل کمبود دقت اندازه گیری دستگا ه ها و یا با اهمیت شدن پارامترهایی است که در کانال های معمول اهمیت چندانی ندارند. 2- تمامی نتایج حاکی از بهبود کارآیی حرارتی نانوسیال در مقایسه با سیال خالص است. البته در کنار بهبود حرارتی ناشی از این نانوذرات باید تنش برشی بیشتر یا بعبارتی توان پمپاژ مورد نیاز بیشتر نیز لحاظ شود. 3- نتایج، حاکی از اهمیت اثرات انتقال حرارت توأمان در میکروکانال ها است که با افزایش ضخامت ناحیه جامد، منجر به کاهش عدد ناسلت متوسط می شود. حضور نانوذرات، میزان تأثیر پذیری سیال از ناحیه جامد را تشدید کرده و در نسبت ضخامت ناحیه جامد به سیال کمتری، انتقال حرارت توأمان منجر به تغییرات محسوس در توزیع دما می شود. بعنوان مثال در رینولدز 50، در نانوسیال، در نسبت ارتفاع ناحیه جامد به سیال کمتری اثر انتقال حرارت توأمان حائز اهمیت می شود و مقدار این کاهش حدود 8% است که برای رینولدز 100 این مقدار به 6/13 % می رسد. 4- همچنین نتایج، حاکی از اهمیت جمله اتلاف لزجی در میکروکانال ها است که منجر به کاهش در عدد ناسلت می شود. با کاهش ابعاد کانال، این پارامتر قدرتمندتر شده و میزان کاهش نیز شدت می یابد، لذا کاهش بیشتر ابعاد از یک مقدار معین مفید نبوده و میزان بهبود در انتقال حرارت با اتلاف حرارتی جبران می شود. با افزودن نانوذرات، شدت اثر این جمله بیشتر شده و کاهش بیشتری در عدد ناسلت اتفاق می افتد. می توان نتیجه گرفت که حداقل ابعاد قابل دستیابی برای بهبود انتقال حرارت با نانوسیال بیشتر از مقدار متناظر برای سیال خالص است. در واقع، این پارامتر یک عامل بازدارنده در استفاده از نانوذرات در میکروکانال است. بعنوان مثال در جریان آب خالص در میکروکانال با قطر هیدرولیکی 50 میکرومتر ، جمله اتلاف لزجی باعث حدود 5/3 درصد کاهش عدد ناسلت می شود این در حالیست که در نانوسیال با کسر حجمی 3% این مقدار به 5% می رسد. مقدار افزایش دمای ایجاد شده در اثر جمله اتلاف لزجی در این میکروکانال با سیال آب خالص، حدود 1 درجه سانتیگراد است که در نانوسیال با کسر حجمی 3 و 5 درصد به ترتیب به 4/1 و 8/1 درجه سانتیگراد می رسد. 5- وابستگی خواص به دما در میکروکانال بسیار حائز اهمیت بوده و بررسی هر یک از پارامترهای فوق بدون در نظر گرفتن این پارامتر منجر به نتایج قابل استفاده ای نخواهد شد. 6- با استفاده از معادلات موجود برای مدل سازی نانوسیال، نتایج نشان دادند که وابستگی خواص به دما منجر به ایجاد یک عدد رینولدز بحرانی جدید می شود که در مقادیر کمتر از آن با افزایش عدد رینولدز عدد ناسلت متوسط کانال کاهش می یابد. این پارامتر نیز یک عامل بازدارنده از استفاده از نانوسیال در اعداد رینولدز پایین در میکروکانال است. البته نتایج بدست آمده به معادلات مربوط به لزجت دینامیکی و ضریب هدایت حرارتی، بخصوص مورد اول، وابستگی شدیدی دارد و برای تأیید آن نیاز به آزمایشات دقیق وجود دارد. 7- با بررسی مدل های مختلف برای تعین خواص نانوسیال، مشاهده شد که مدل هایی که بر اساس داده های تجربی استوار هستند و اثرات مختلف همانند قطر نانوذره و دما را در نظر می گیرند، به نتایج خیلی متفاوتی منجر نمی شوند. اما مدل های دیگر ممکن است به نتایج کاملاً متفاوتی منجر شوند. 8- با مقایسه سه مدل تک فاز، پخش و پراکندگی، مشاهده شد که نتایج دو مدل تک فاز و پراکندگی خیلی نزدیک به یکدیگر هستند و مدل پخش به اعداد ناسلت بزرگتری منجر می شود. زمان مورد نیاز برای حل معادلات در روش پخش تقریباً سه برابر می شود که با توجه به دقت قابل قبول نتایج تک فاز در مقایسه با نتایج تجربی، استفاده از مدل پخش چندان به صرفه نخواهد بود. البته در شرایطی که به دقت بالایی در بررسی پارامترها نیاز است، این مدل می تواند مفید باشد. 9- با اعمال شرط لغزش، مشاهده شد که انتقال حرارت به اندازه حدود 5/4 درصد بهبود یافت که مقدار نسبتاً قابل توجهی است و لذا این موضوع باید با دقت بیشتری در تحقیقات آتی ورد برسی قرار گیرد.

مدل سازی دوبعدی میدان های مختلف پیل سوختی غشاء پلیمری
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مهندسی مکانیک 1390
  محمد مهدی عبداله زاده سنگرودی   علی اکبر رنجبر

در این پژوهش عملکرد پیل های سوختی غشاء پلیمری (pemfc) ، با کانال های مختلف جریان بررسی شده است. میدان های درهم پیچیده با تبدیل مکانیزم انتقال اکسیژن از یک مکانیزم نفوذی به یک مکانیزم جابه جایی اجباری ، سبب افزایش چشمگیر عملکرد پیل سوختی هیدروژنی می شوند. در پیل های سوختی هیدروژنی ، تولید آب بر اثر واکنش شیمیایی و انتقال آب بر اثر درگ الکتروسموسی از غشاء ، سبب ایجاد جریان دوفازی در لایه نفوذ گازی پیل سوختی می گردد. آّب مایع می تواند با مسدود کردن خلل و فرج ماده متخلخل لایه نفوذ گازی ، مانع نفوذ موثر اکسیژن به لایه کاتالیستی و در نتیجه افت عملکردی و فلادینگ الکترود شود . برای مدل سازی جریان دوفازی در لایه نفوذ گازی کاتدی پیل سوختی هیدروژنی از روش مخلوط چند جزئی چند فازی استفاده شده است. این مدل با کاهش تعداد معادلات سبب کاهش مشکلات حل عددی می گردد. همچنین در شبیه سازی عددی ، بررسی پارامتری گسترده ای انجام شده است. اثر پارامترهای عملکردی مختلف از قبیل اختلاف فشار ، دمای کاری و... ، پارامترهای هندسی ، از قبیل ضخامت لایه نفوذ گازی و...، و پارامترهای مادی ، چون ضریب تخلخل ، خاصیت تر کنندگی مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه بین نتایج بدست آمده با نتایج کارهای موجود ، دقت مناسب مدل سازی انجام شده را نشان می دهد. نتایج بر اساس منحنی های پلاریزاسیون ، چگالی توان ، چگالی جریان محلی و مقدار آب مایع موجود در لایه کاتالیستی ارائه شده اند. همچنین جابه جایی فصل مشترک ناحیه تک فاز و دوفاز برای درک بهتر اثر پارامترهای مختلف ارائه شده است. نتایج نشان دهنده این است که مدیریت آب در پیل سوختی مهمترین نقش را در عملکرد پیل سوختی دارا می باشد.

جابجایی اجباری جریان ناپایدار نانوسیال با توزیع ذرات غیر همگن در جت محدود
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مهندسی مکانیک 1390
  مظاهر رحیمی اسبویی   علی اکبر رنجبر

امروزه استفاده از نانو ذرات به منظور کاهش حجم سیستم های خنک کاری و مبدل های حرارتی مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. با توجه به اهمیت جریان جت در کارایی مبدل های حرارتی و بارز بودن اثر افزودن نانو ذرات در بهبود کارایی این وسایل بررسی همزمان این دو عامل در هندسه کانال می تواند در طراحی مبدل های حرارتی جدید تر راهگشا باشد. جریان جت نیز جریانی پر کاربرد در بسیاری از سیستم ها همانند تخلیه محیطی، مبدل های حرارتی، سیستم های تزریق جریان، خنک کاری دیواره های محفظه احتراق در توربین های گازی و وسایل پاشش در اتومبیل است. در این پایان نامه تاثیرات نانو ذرات بر افزایش نرخ انتقال حرارت، اثرات توزیع نا همگن نانو ذرات،تاثیر نسبت منظر های مختلف روی جریان جت، اثرات همگرایی کانال روی خصوصیات حرارتی و سیالاتی جریان، روند تغییرات جریان سیال با زمان، انتقال حرارت در رژیم جریان درهم، تغییر خصوصیات نانو سیال با دما و موجی کردن کانال در افزایش انتقال حرارت بررسی شده است. معادلات حاکم بر جریان و انتقال حرارت با استفاده از روش حجم محدود گسسته سازی شده و از الگوریتم سیمپل برای حل معادلات کوپل فشار و سرعت اصلاح شده در یک شبکه هم جا استفاده گردیده است. از درونیابی رای و چو برای جلوگیری از نوسانی شدن فشار استفاده شده است.در ادامه صحت نتایج با بررسی جریان در شرایط مختلف در داخل کانال و مقایسه آن با داده های مراجع دیگر مورد سنجش قرار گرفته است. شبیه سازی برای جریان دو فازی آرام در محدوده عدد رینولدز بین 25 تا 800، نسبت منظرهای بین 1 تا 32 و کسرحجمی های بین 0تا 10 درصد انجام گرفته است. برای جریان تک فاز درهم نیز محدوده عدد رینولدز بین 4000 تا 40000، نسبت منظر بین 1 تا 20، کسرحجمی بین 0تا 5 درصد و دامنه موج بین 0 تا 0.04 در نظر گرفته شده است. نتایج حاصل از بررسی پارامترهای جریان و انتقال حرارت نانوسیال نشان داد که با افزایش عدد رینولدز،افزایش نسبت منظر، دامنه موج سینوسی و همچنین افزایش کسر حجمی نانوذرات عدد ناسلت متوسط افزایش پیدا خواهد کرد. بررسی ها نشان داد که با افزایش نسبت منظر نفوذ جت در داخل کانال بیشتر شده و طول توسعه یافتگی جریان داخل کانال افزایش می یابد. با افزایش عدد رینولدز نیز تاثیر مشابهی مشاهده شد. همچنین بررسی ها نشان داد که با افزایش عدد رینولدز و نسبت منظر، طول ناحیه گردابی و برگشت جریان بیشتر می شود که تاثیر مستقیم در افزایش ناسلت موضعی و در نتیجه در ناسلت متوسط سطح دارد.

جریان و انتقال حرارت در میکرومبدل
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه مازندران 1390
  قدیر اسماعیلی   علی اکبر رنجبر

برای حل معادلات، یک کد عددی دو و سه بعدی به زبان فرترن نوشته شده است. برای گسسته سازی معادلات حاکم از روش حجم محدود استفاده شده است. از آرایش شبکه هم جا در مختصات منحنی الخط برای حل معادلات استفاده شده و معادلات فشار و سرعت نیز با استفاده از الگوریتم سیمپل و رای و چو کوپل شده اند. در شبیه سازی صورت گرفته، اثر تغییر ویژگی های سیال با دما و رسانندگی بستر کانال نیز مدنظر قرار گرفته است. با مقاسیه نتایج بدست آمده از لحاظ هیدرولیکی و گرمایی با نتایج تجربی و عددی موجود صحت آن تأیید شد. نتایج نشان داد که در محدوده رینولدز بین 100 تا 1200، ایجاد پله در میکروکانال، عملکرد حرارتی میکروکانال را بهبود بخشیده و میزان این افزایش با شار حرارتی مرتبط می باشد که این موضوع اهمیت حل همزمان معادلات انرژی و ممنتوم را در میکروکانال ها نشان داد. علاوه بر این، اثر پله با زوایای صفر، 30، 45 و 60 درجه روی افت فشار و انتقال حرارت در میکروکانال بصورت آزمایشگاهی مطالعه گردید. افت فشار ایجاد شده در کانال نیز برای هر یک از الگوها با استفاده از فشارسنج دیفرانسیلی در ورودی و خروجی اندازه گیری گردید. با استفاده از سه ترموکوپل در ورودی، خروجی و بستر کانال، عدد ناسلت انداره گیری شد. نتایج نشان داد که بکارگیری پله در میکروکانال مستقیم، انتقال حرارت را افزایش خواهد داد و پله های با زاویه 45 درجه در مقایسه با سایر زوایا، بهترین عملکرد حرارتی را از خود نشان دادند.

مدلسازی جریان آشفته ی نانوسیال در کانال دوبعدی با دیواره مواج
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مهندسی مکانیک 1391
  امیر آریا   علی اکبر رنجبر

امروزه استفاده از نانو ذرات به منظور کاهش حجم سیستم های خنک کاری و مبدل های حرارتی مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. با توجه به اهمیت هندسه کانال در کارایی مبدل های حرارتی و بارز بودن اثر افزودن نانو ذرات در بهبود کارایی این وسایل بررسی همزمان این دو عامل می تواند در طراحی مبدل های حرارتی جدید تر راهگشا باشد. جریان آشفته نیز جریانی مهم و پر کاربرد است زیرا در اکثر مسائل مهندسی که با آن روبرو هستیم به نوعی با این جریان سر و کار خواهیم داشت. در این پایان نامه جریان و انتقال حرارت نانوسیال در رژیم های جریان و هندسه های مختلف مورد بررسی قرار می گیرد که عبارتند از: الف) جریان آرام در کانال با دیواره سینوسی ب) جریان آشفته در کانال با دیواره سینوسی ج) جریان آشفته در کانال با دیواره ضخیم سینوسی. معادلات حاکم بر جریان و انتقال حرارت به کمک روش حجم محدود گسسته سازی شده و از الگوریتم سیمپل برای حل معادلات فشار و سرعت اصلاح شده در یک شبکه هم جا استفاده گردیده است. از درونیابی رای-چو برای جلوگیری از نوسانی شدن میدان فشار استفاده شده است.در ادامه صحت نتایج با بررسی جریان در شرایط مختلف در داخل کانال و مقایسه آن با داده های مراجع دیگر مورد سنجش قرار گرفته است. برای جریان آرایم عدد رینولدز بین 100 و500 بوده و برای جریان آشفته مقدار آن بین 3000 و 100.000 در نظر گرفته شده است. کسر حجمی از 0% تا 5% تغییر کرده و دامنه ی موج بین 0 و 3/0 در نظر گرفته شده است. همچنین میزان انتقال حرارت برای اختلاف فاز های متفاوت و طول موج های متفاوت نیز گزارش شده است. . نتایج حاصل از بررسی پارامترهای جریان و انتقال حرارت نانوسیال نشان می دهد که با افزایش عدد رینولدز و کسر حجمی انتقال حرارت افزایش می یابد. بررسی ها نشان داد که با افزایش دامنه ی موج و عدد رینولدز اندازه ی گردابه ها بزرگتر شده و تقریبا تمامی قسمت فرورفتگی دیواره را پر میکند. تاثیر دامنه ی موج برای رینولدز های بزرگتر از 300 مثبت بوده، ولی در رینولدز های کم تاثیر چندانی ندارد.

انتقال حرارت جابجایی جریان ضربانی (پالسی) آرام نانو سیال در لوله با دیواره شار ثابت
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مهندسی مکانیک 1391
  سید مجید رهگشای   علی اکبر رنجبر

در این پایان نامه بررسی عددی هیدرولیکی و حرارتی جریان نوسانی نانوسیال در رژیم آرام جریان و در درون لوله انجام پذیرفته است. ذرات بسیار ریز در ابعاد نانو وقتی که بطور یکنواخت پراکنده و بصورت پایدار در سیال پایه معلق می شوند بهبود موثری در خواص حرارتی سیال پایه ایجاد می کنند. بررسی نرخ انتقال حرارت به کمک نوسانی کردن جریان متوسط که در بسیاری از استفاده ها در عمل رخ می دهد، مورد توجه زیادی قرار گرفته است. در این پژوهش از مدل های تک فازی و مخلوط برای حل معادلات استفاده شده و نتایج آن ها مقایسه شده است. برای حل معادلات، یک کد عددی دو بعدی به زبان فورترن نوشته شده است. برای گسسته سازی معادلات حاکم از روش حجم محدود استفاده شده است. برای تولید شبکه، از آرایش شبکه هم جا استفاده شده و معادلات کوپل فشار و سرعت نیز با استفاده از الگوریتم سیمپل و روش درونیابی آرایش شبکه هم جا حل شده اند. صحت نتایج از لحاظ حرارتی با نتایج موجود تایید شده و در انتها شبیه سازی برای پارامتر های نوسانی متفاوت مانند اعداد رینولدز 100، 200 و 300 و عدد استروهال بین 2/0 تا 5 و دامنه سرعت ورودی بین 2/0 الی 7/0 متر بر ثانیه و کسر حجمی های نانوذرات 1 الی 4 انجام شده است. نتایج حاکی از آن است که با افزایش عدد رینولدز و کسر حجمی نانوذرات، نرخ انتقال حرارت زیاد میشود. همچنین افت فشار در طول کانال بیشتر شده اما افزایش فرکانس و دامنه جریان ورودی تاثیر چندانی در افزایش عدد ناسلت کلی و انتقال حرارت نخواهد داشت و نمودار ناسلت حول مقدار پایای آن نوسان می کند. مدل دو فازی مخلوط، انتقال حرارت بیشتری را نسبت به مدل های تک فازی نشان می دهد و در مقایسه با مدل تک فاز با نتایج آزمایشگاهی همخوانی بهتری دارد.

بهینه سازی دستگاه تهویه مطبوع با جاذب مایع نصب شده در دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مهندسی مکانیک 1391
  رضا تقوی   علی معظمی گودرزی

در طرح موضوع این پایاننامه با استفاده از یک سیستم رطوبتگیر با جاذب مایع که به منظور تامین شرایط تهویه مطبوع در یک فضای آموزشی در آزمایشگاه مکانیک سیالات دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل نصب و راه اندازی شده است، میتوان محلول رقیق شده جاذب را با استفاده از آب گرم حاصله از کلکتورهای مسطح خورشیدی احیاء نموده و مجدداً آن را در سیستم جهت رطوبتزدایی هوا استفاده نمود. جهت بهینه سازی دستگاه محاسبات بار برودتی توسط نرم افزار carrier محاسبه شده و تغییرات لازم پیشنهاد گردیده است. مشکلات سخت افزاری دستگاه نیز بررسی شده و پیشنهادات لازم جهت بهینه سازی ارائه گردید. رفتار مکانیکی نمونه اجرا شده از این طرح، به کمک نرم افزار hysys شبیهسازی شده است. با مقایسه نتایج بدست آمده از مدل شبیه سازی شده و مقادیر اندازه گیری شده در نمونه واقعی، درستی مدل راستی آزمایی شده است.

شبیه سازی عددی جریان آشفته دوفازی نانوسیال در جت برخوردکننده محبوس
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مهندسی مکانیک 1391
  بابک یوسفی لفورکی   عباس رامیار

در این پایان نامه جریان آرام و آشفته نانوسیال آب- al2o3 تراکم ناپذیر دوبعدی در جت برخورد کننده محبوس با استفاده از مدل دو فازی به طور عددی بررسی شد. برای گسسته سازی معادلات حاکم بر جریان و انتقال حرارت در محدوده محاسباتی، روش حجم محدود به کار گرفته شده است برای حل معادلات، یک برنامه به زبان فرترن نوشته شده است. برای تولید شبکه، از آرایش شبکه هم جا استفاده شده و از الگوریتم سیمپل و روش درونیابی برای ارتباط معادلات سرعت و فشار استفاده شد. در ادامه برای بررسی صحت نتایج از لحاظ حرارتی در شرایط مختلف در داخل کانال، نتایج کار حاضر با داده های مراجع دیگر مقایسه شده است. شبیه سازی برای جریان دو فازی آرام در محدوده عدد رینولدز بین 100 تا 600، و جریان دو فازی آشفته در محدوده عدد رینولدز بین 5000 تا 30000 و کسرحجمی های بین 0تا 4 درصد انجام گرفته است. به منظور بررسی تاثیر متغیرهای هندسی مختلف بر افزایش انتقال حرارت، پارامترهایی نظیر نسبت ارتفاع کانال به عرض جت (h/w) و زاویای مختلف همگرایی روی عدد ناسلت متوسط و موضعی، عدد ناسلت نقطه سکون و کانتور تابع جریان، در نظر گرفته شده اند. نتایج نشان داد که در کانتور تابع جریان بی بعد، شدت و اندازه ساختار گردابه به اثر نسبت ارتفاع کانال به عرض جت، عدد رینولدز و غلظت ذرات و زاویه همگرایی بستگی دارد. با افزایش کسرحجمی به علت افزایش ضریب هدایت حرارتی مخلوط، نرخ انتقال حرارت افزایش یافته است. بررسی پروفیل عدد ناسلت موضعی نشان داده است که بیشترین مقدار، در نقطه سکون اتفاق می افتد و میانگین عدد ناسلت با افزایش عدد رینولدز به علت کشیده شدن ساختار گردابه ها در جریان پایین دست افزایش یافته است در حالیکه با افزایش زاویه همگرایی طول گردابه ها کاهش یافته و عددناسلت متوسط به علت افزایش گرادیان سرعت در طول کانال افزایش می یابد. همچنین وقتی که نسبت ارتفاع کانال به عرض جت افزایش می یابد عدد ناسلت متوسط و عدد ناسلت نقطه سکون به علت ناپایداری های جریان کاهش می یابند. ضریب اصطکاک پوسته ای متوسط با افزایش عدد رینولدز و نسبت h/w و کاهش زاویه همگرایی، کاهش می یابد. مقایسه بین مدل مخلوط و مدل اویلری-لاگرانژی نشان داده است که ضریب انتقال حرارت مدل مخلوط نسبت به مدل اویلری-لاگرانژی بیشتر است. همچنین مقایسه ای بین مدل تک فازی و دوفازی روی عدد ناسلت متوسط انجام گرفته است که نتایج نشان داد که مدل دو فازی مخلوط، انتقال حرارت بیشتری را نسبت به مدل های تک فازی نشان می دهد.

طراحی و ساخت یک همزن با استفاده از کاویتاسیون هیدرودینامیکی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه سیستان و بلوچستان - دانشکده مهندسی مکانیک 1390
  رامین احسانی   امین بهزادمهر

کاویتاسیون، شکل گیری حباب ها یا حفره های بخار سیال در داخل آن دراثر کاهش فشار موضعی سیال به کمتر از فشار بخارش در دمای ثابت می باشد. کاویتاسیون هیدرودینامیکی را می توان با استفاده از هندسه های انقباضی خاص مانند صفحه ی اریفیس و با اعمال تغییرات درست سرعت و فشار در سیستم ایجاد نمود. کاویتاسیون، بلافاصله پس از صفحه ی اریفیس روی می دهد و در اثر آن میلیون ها حباب در داخل سیال شکل می گیرند. از انرژی آزاد شده درحین نوسان و فروپاشی این حباب ها –انرژی حاصل از موج های ضربه ای و میکروجت های سیالی- می توان برای شکست کلوخه های ذرات و کاهش اندازه ی آن ها استفاده نمود. در پروژه ی حاضر سعی شده تا با استفاده از یک مدار حلقه بسته ی صفحه ی اریفیس اندازه ی ذرات آلومینا را کاهش داد. نتایج حاصل از آزمایشات مختلف انجام گرفته نشان می دهند که کاویتاسیون هیدرودینامیکی توانایی کاهش اندازه ی ذرات آلومینا از مقیاس میکرو به ابعاد نانو را دارد. از این آزمایشات می توان استنتاج نمود که شدت کاویتاسیون تاثیر مستقیمی بر اندازه ی نهایی ذرات دارد. نتیجه ی دیگری که می توان به آن اشاره نمود، اثر آرایش هندسی صفحه ی اریفیس بر اندازه ی محصول نهایی است که البته برای بیان نتایج قطعی تر و روشن تر باید آزمایش های بیشتری ترتیب داده شوند.

شبیه سازی عددی جریان و انتقال حرارت اجباری آشفته نانوسیال غیرهمگن در کانال سینوسی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مهندسی مکانیک 1391
  سید البرز معنوی   عباس رامیار

امروزه استفاده از سطوح مواج و نانو ذرات به منظور کاهش حجم سیستم های خنک کاری و مبدل های حرارتی، مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است. با توجه به اهمیت جریان مغشوش و کاربرد فراوان آن در صنعت و در کارایی مبدل های حرارتی فشرده و بارز بودن اثر افزودن نانو ذرات در بهبود کارایی این وسایل بررسی همزمان این عوامل در هندسه کانال می تواند در طراحی مبدل های حرارتی جدید تر راهگشا باشد. در این پایان نامه نانوسیال آب- al2o3 در کانال با دیواره موجدار با استفاده از مدل های تک فاز و دو فاز تحت شرایط دما ثابت و شار ثابت مورد بررسی قرارگرفته است. از آنجاییکه بیشتر سطوح در کاربردهای صنعتی در معرض شار حرارتی ثابت می باشند و شرایط مربوط به دما ثابت کاربرد کمتری داشته و در مواردی که تغییر فاز وجود داشته باشد لحاظ می شود، در این پایان نامه بیشتر مسائل با شرط مرزی شار ثابت مورد تأکید قرارگرفته است. برای گسسته سازی معادلات حاکم بر جریان و انتقال حرارت در محدوده محاسباتی، روش حجم محدود به کار گرفته شده است برای حل معادلات، یک برنامه نویسی به زبان فورترن نوشته شده است. برای تولید شبکه، از آرایش شبکه هم جا استفاده شده و از الگوریتم سیمپل و روش درونیابی رای و چو برای کوپل کردن معادلات سرعت و فشار استفاده شد. در ادامه صحت نتایج از لحاظ حرارتی در شرایط مختلف در داخل کانال و مقایسه آن با داده های مراجع دیگر مورد ارزیابی قرار گرفته است. شبیه سازی برای جریان دو فازی آرام در محدوده عدد رینولدز بین 100 تا 500، و جریان دو فازی آشفته در محدوده عدد رینولدز بین 8000 تا 40000 و کسرحجمی های بین 0تا 6 درصد انجام گرفته است. نتایج نشان داد افزایش کسرحجمی، عدد رینولدز و دامنه موج موجب افزایش انتقال حرارت و ضریب اصطکاک و افت فشار می شود. همچنین مدل دوفازی مخلوط عدد ناسلت موضعی بیشتری نسبت به مدل همگن و توزیع ذرات را به صورت یکنواخت در سیال نشان داد.

تحلیل عددی عملکرد حرارتی گیرنده کلکتور خورشیدی سهموی همراه با آشفته سازها
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مهندسی مکانیک 1392
  سید ابراهیم قاسمی   علی اکبر رنجبر

امروزه با توجه به مشکلاتی نظیر آلودگی هوا و محدودیت منابع تجدید ناپذیر (سوخت های فسیلی) که با آنها روبرو هستیم لزوم توجه به منابع پاک و در دسترس انرژی بیش از پیش مشخص می شود، با این شرایط انرژی خورشیدی یکی از مطمئن ترین گزینه ها برای تولید انرژی الکتریکی و گرمایی شناخته می شود. مهمترین بخش هر سیستم خورشیدی، کلکتور است که کار اصلی آن جذب تابش خورشید و تبدیل آن به گرما و انتقال آن به سیال عامل جاری داخل کانالها یا لوله ها می باشد. در این پایان نامه به تحلیل عددی عملکرد حرارتی یک سیستم خورشیدی سهموی همراه با آشفته سازهایی در درون آن به صورت پایدار، سه بعدی و با میدان جریان درهم میپردازیم. دو نوع آشفته ساز (1-رینگ های دو قطاعی متخلخل 2- رینگ های چهار قطاعی متخلخل) درون گیرنده کلکتور قرار داده شده است. برای هر کدام از این دو نوع آشفته ساز اثر اندازه و فاصله بین آشفته سازها بر انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که با کاهش قطر داخلی رینگ های قطاعی، انتقال حرارت افزایش می یابد و همچنین کاهش فاصله بین آشفته سازها، باعث افزایش انتقال حرارت می شود که هر کدام از این موارد باعث تحمیل افت فشار بیشتری بر سیستم میشود. همچنین نتایج نشان داد که در بهترین حالت برای رینگ های دو قطاعی متخلخل عدد ناسلت 53? افزایش یافته و برای رینگ های چهار قطاعی متخلخل نیز در بهترین حالت عدد ناسلت 57? اضافه می شود.

شبیه سازی عددی جریان ضربانی و غیر نیوتونی خون در هندسه سه بعدی رگ همراه با بای پس در حضور میدان مغناطیسی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مکانیک 1392
  آرش قناعت   داود دومیری گنجی

گرفتگی عروق یک بیماری شایع در میان همه جوامع بوده و عامل اصلی مرگ و میر در کشورهای توسعه یافته محسوب می شود. به دلیل نقش عمده ای که پارامترهای خونی در ایجاد و توسعه بیماری دارند، درک چگونگی رفتار خون در این عروق از اهمیت به سزایی برخوردار است و سال هاست که موضوع بحث محققان به شمار می رود. در این تحقیق جریان دائم و پالسی خون در رگ فمورال با استفاده از فرض غیرنیوتنی بودن سیال و صلب بودن جداره عروق به همراه بای پس با زوایای پیوندی 30، 45 و 60 درجه و درصدهای گرفتگی 40، 70 و 100 درصد شبیه سازی شد. برای گسسته سازی معادلات حاکم پیوستگی و مومنتوم از روش حجم محدود استفاده شده است. پارامترهای همودینامیکی سیال از جمله سرعت، تنش برشی دیواره و نقاط جدایش بررسی شده اند. با مقایسه نتایج بدست آمده با کارهای قبلی، صحت کد استفاده شده تأیید شد. هدف از شبیه سازی، بررسی اثرات درصدهای مختلف گرفتگی و همچنین اثرات ناشی از زوایای مختلف پیوندی بر روی روند جریان خون بویژه بر روی مقادیر تنش برشی وارده بر نواحی مستعد گرفتگی ، است. نتایج نشان داد که استفاده از بای پس در رگ حاوی گرفتگی، میانگین تنش برشی وارد شده بر رگ اصلی را کاهش خواهد داد و بای پس با یک زاویه معین در مقایسه با سایر زوایا، بهترین عملکرد را از خود نشان می دهد. همچنین اثر میدان مغناطیسی و شتاب گرانش نیز بر تنش برشی دیواره مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد افزایش عدد هارتمن باعث افزایش میانگین افت فشار می شود، همچنین با اعمال میدان مغناطیسی پروفیل سرعت تخت تر شده و با افزایش گرادیان سرعت در نزدیکی دیواره تنش برشی افزایش می یابد.

شبیه سازی عددی جریان نانو ذرات مغناطیسی در دارورسانی هدفمند در یک شریان مغزی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مهندسی مکانیک 1392
  مرسل مومنی لاریمی   علی اکبر رنجبر

در این پایان‎نامه بازده روش دارورسانی هدفمند و اثرات متغیرهای موثر بر آن با استفاده از روش اولری- لاگرانژی در مدل‎های دو بعدی و سه ‎بعدی تحت اثر یک میدان مغناطیسی مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا چگونگی رفتار سیال در یک مدل ساده از یک رگ انشعابی و متغیرهایی از جمله تنش برشی و توزیع فشار در سطح دیواره آن با فرض جریان خون به عنوان یک سیال غیرنیوتونی وغیرقابل‎تراکم بررسی شده است. با در نظر گرفتن نیروهای برآونی، پسا، حجمی و نیروی مغناطیسی که در محدوده ناحیه هدف به نانوذرات مغناطیسی حامل دارو وارد می‎شود، چگونگی افزایش بازده روش دارورسانی هدفمند در ناحیه هدف وافزایش ته‎نشینی این نانوذرات مورد بررسی قرار گرفت. کلیه این بررسی‎ها در گام آخر در یک نمونه رگ واقعی(رگ کاروتید) با شرایط سیال ورودی به صورت پالسی، غیرنیوتونی و غیرقابل‎تراکم، برای نانوذرات با اندازه‎های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در دارورسانی هدفمند با افزایش قدرت میدان مغناطیسی در حوزه تغییرات (4-1 تسلا) از نظر پزشکی، کسر حجمی نانوذرات در شاخه بالایی از انشعاب، که دیواره آن تحت اثر میدان مغناطیسی قرارگرفته است، افزایش یافته است. همچنین نشان داده شد که بازده این روش با عدد رینولدز (بررسی در محدوده 700-100) رابطه معکوس دارد و بازده دارورسانی هدفمند در رگ‎هایی با رینولدز بالا بسیار پایین می‎باشد. همچنین اثر نسبت قطر هسته مغناطیسی داخلی به شعاع خارجی این نانوذرات و اثر قطر نانوذرات (5- 50 نانومتر و 5/0 میکرومتر) در بازده این روش مورد بررسی قرار گرفت.

ایجاد یک حلگر تراکم پذیر جدید برای تمامی اعداد ماخ
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  احمد رضایی سنگتابی   عباس رامیار

در این پایان نامه، الگوریتم پیمپل که ترکیبی از الگوریتم های پیزو و سیمپل می باشد، برای شبیه سازی جریان تراکم پذیر در تمامی محدوده های اعداد ماخ، از جریان مادون صوت گرفته تا مافوق صوت، توسعه یافته است. با استفاده از روش تعیین شار ausm+-up به عنوان جایگزین درونیابی رای و چو، این الگوریتم می تواند از مزایای روش ausm+-up در اعداد ماخ بالا و کارایی روش های فشارمبنا در جریان هایی با اعداد ماخ پایین استفاده کند. برای اعتبارسنجی الگوریتم ارائه شده، جریان های غیرلزج و آشفته برای دو مسئله نمونه با اعداد ماخ مختلف شبیه سازی شده و نتایج حاصل با نتایج معتبر مقایسه شده است. در ابتدا، نتایج حاصل از جریان های غیرلزج مادون صوت، صوتی گذرا و فرا صوتی درون یک کانال با برآمدگی قوسی شکل ارائه شده و در ادامه نتایج عددی بدست آمده از شبیه سازی جریان های آشفته مادون صوت، صوتی گذرا و فرا صوتی گذرنده از روی ایرفویل با داده های آزمایشگاهی مقایسه شدند. در انتها، مسئله گذرای متمرکز کردن انرژی در جریان فراصوتی گذرنده از جسم منحنی وار شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که الگوریتم جدید، توانایی شبیه سازی جریان ویسکوز و غیرلزج تراکم پذیر را در محدوده وسیعی از اعداد ماخ دارا می باشد. در اعداد ماخ بالا روش درون یابی رای و چو از دقت خوبی برخوردار نبوده و روش ausm+-up جایگزینی مناسب برای این روش می باشد.

جایگاه رویکرد بازآفرینی شهری در کاهش فقر مراکز شهرها (نمونه موردی: مرکز شهر اهواز)
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه کردستان - دانشکده هنر و معماری 1393
  علی اکبر رنجبر   کیومرث ایراندوست

بافت های تاریخی به دلیل قدمت و در اکثر موارد فرسودگی و فقدان تاسیسات و خدمات اولیه برای زندگی شهری امروز، در پاسخ گویی به نیاز های شهروندان خود دچار نارسایی های اساسی می باشند. همین امر باعث تخلیه این بافت ها توسط ساکنان بومی و قدیمی و حرکت سکونتی آنان به سمت فضاهای جدید یا پیرامونی شهر گشته و به تبع آن، مهاجرت قشرهای کم درآمد به این بافت ها رو به فزونی گذارده، به طوری که عدم تمکن مالی این ساکنان جدید درکنار عدم وابستگی و تعلق خاطر آن ها به محل سکونت تازه خود، مشکلات محله های مسکونی بخش مرکزی را دو چندان نمود و روند تخریب و فرسودگی با سرعت بیشتری ادامه یافته است. بافت فرسوده شهری به عرصه های از محدوده قانونی شهرها اطلاق می شود که به دلیل فرسودگی کالبدی، برخورداری نامناسب از دسترسی سواره، تاسیسات، خدمات، و زیرساخت ها های شهری آسیب پذیر بوده و از ارزش مکانی، محیطی و اقتصادی نازلی برخوردارند. بافت فرسوده مرکز شهر اهواز نیز از این قاعده مستثنی نیست. پژوهش حاظر که از نظر هدف کاربری، از لحاظ روش تحقیق، توصیفی و شیوه گردآوری اطاعات در آن، کتابخانه ای- میدانی(توزیع 376 پرسشنامه بر اساس روش کوکران)است. نحوه تحلیل پرسشنامه ها با استفاده از روش ahp و با اختصاص امتیازی از 1 تا 5 برای هر سوال بود. در ادامه امتیاز هر یک از معیارهای تأثیرگذار بر بازآفرینی شهری؛ شامل روابط همسایگی، حس تعلق، مشارکت مردم، وضعیت زیست محیطی، وضعیت اقتصادی و وضعیت کالبدی در هر دو محله محاسبه گردید. هدف اصلی پژوهش جایگاه رویکرد بازآفرینی در کاهش فقر مرکز شهر اهواز می باشد. اطلاعات جمع آوری شده با استفاده از نرم افزارهای spss و excel مورد آزمون و تحلیل قرار گرفته اند. جهت تحلیل عوامل داخلی(نقاط قوت و ضعف) و خارجی(فرصت ها و تهدید ها) موثر بر بازآفرینی بافت فرسوده مرکز شهر اهواز، از مدل تلفیقی swot-ahp بهره گرفته شده است. همچنین از نرم افزار expertchoice برای وزن دهی شاخص ها بهره گرفته شده است. بر اساس نتایج تحقیق، در گروه نقاط قوت محله عامری؛ بهره مندی از جاذبه بازار(وزن نهایی،0.288)، وجود آرامگاه علی ابن مهزیار به عنوان یک عنصر شاخص زیارتی و تفریحی(وزن نهایی،0.21)، دسترسی مطلوب به مرکز شهر(وزن نهایی،0.140) مهمترین نقاط قوت. بالا بودن نرخ بیکاری(وزن نهایی، 0.303)، کمبود منابع مالی جهت نوسازی و بهسازی بافت(وزن نهایی، 0.182)، فراهم نبودن زمینه های قانونی مشارکت مردم درطرح ها(وزن نهایی، 0.162) مهمترین نقاط ضعف هستند. همجواری با بازار(وزن نهایی،0.251)، تمایل بالای ساکنان به مشارکت در طرح بازآفرینی محله(وزن نهایی،0.213) و امکان ارتقای وضعیت اقتصادی ساکنان با تقویت خدمات زیارتی و گردشگری(وزن نهایی،0.146) به ترتیب مهمترین فرصت های محدوده ی مورد مطالعه هستند. عدم توجه به مشارکت مردم(وزن نهایی،0.389)، مهاجرت ساکنان اصیل محله(وزن نهایی،0.205) و کاهش حس تعلق به مکان در میان ساکنین(وزن نهایی،0.182) مهمترین تهدیدها به شمار می آیند. در محله نهضت آباد؛ وجود بازارچه مرکز محله(0.237)، وجود معتمدین محلی(0.204)، سطح بالای سواد جمعت جوان(0.184)، مهمترین نقاط قوت، بالا بودن نرخ بیکاری(0.315)، بی توجهی به مشارکت مردم(0.129)، تعداد بالای خانوار در واحد مسکونی(0.107)، مهمترین نقاط ضعف هستند. امکان تقویت مرکز خدماتی انوشه (0.196)،ارتقای وضعیت اقتصادی ساکنان با تقویت خدمات مربوط به اغذیه فروشی (0.189)، تمایل بالای ساکنان به مشارکت در طرح بازآفرینی محله (0.167)، مهاجرت ساکنان اصیل محله (0.358)،کاهش کاهش حس تعلق (0.097) و تعدد ورثه(0.151)مهمترین تهدید ها هستند. همچنین نتایج بدست آمده از بکارگیری مدل ahp نشان می دهدکه از بین معیارهای چهارگانه، معیار اجتماعی(0.581) بیشترین امتیاز و از بین زیر معیارها نیز، زیر معیار مشارکت(0.431) بیشترین امتیاز را کسب نموده است. در مجموع محله نهضت آباد امتیاز بیشتری را کسب نموده است واژگان کلیدی: بازآفرینی شهری، مرکز شهراهواز، کاهش فقر، محله عامری، محله نهضت آباد، swot-ahp

شبیه سازی عددی لوله های حرارتی تعبیه شده در هیت سینک ها
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  محمد بحرینی   علی اکبر رنجبر

در این مطالعه، از کد متن باز، بسته ی دینامیک سیالات محاسباتی اپن فوم استفاده شده است. این کد متن باز شامل روش حجم سیال می باشد، بنابراین برای شبیه سازی جوشش و میعان معادله ی انتقال حرارت و مدل های انتقال جرم، برای شبیه سازی ناحیه جامد، معادلات انتقال حرارت این ناحیه و همچنین برای بهبود کشش سطحی در فصل مشترک دو فاز، روش مجموع سطح به آن اضافه شده است. برای تائید صحت کد عددی، تعدادی آزمون انجام شده است. این آزمون ها، شامل حباب ساکن، حباب بیضوی دینامیک، مسئله استفان، جوشش فیلم وتشکیل میعان فیلم مایع می باشد. در ادامه به مطالعه دقیق شبیه سازی میعان حباب در جریان فروسرد پرداخته شد. در این مطالعه مشاهده شد که با افزایش اختلاف دمای فروسرد، کاهش قطر حباب افزایش یافته که این رفتار در سرعت خیزش حباب تاثیر گذار است. سپس به شبیه سازی جریان جوشش فروسرد در مینی کانال ها تحت تأثیر گرانش پرداخته شد. افزایش گرانش سبب افزایش افت فشار در مینی کانال و همچنین سبب تغییر رژیم جریان می شود که نتیجه آن تغییر کیفیت بخار خروجی است. در انتها نیز به بررسی ناحیه اواپراتور لوله حرارتی تعبیه شده در هیت سینک ها در شارهای حرارتی و جرمی مختلف پرداخته شد. افزایش شار حرارتی سبب افزایش نرخ رشد حباب می شود که سبب تشکیل رژیم جریان های مختلف است. هریک از رژیم های جریان سبب تغییر در نحوه توزیع انتقال حرارت در هیت سینک ها می شود. در تمامی مسائل شبیه سازی شده، جریان آرام، سیال نیوتونی و دارای خواص ثابت در هر فاز می باشد و دیواره همواره دارای شرط عدم لغزش است.

بررسی عددی تأثیر مواد تغییر فاز دهنده تقویت شده با ذرات نانو در سیستم خنک کاری کامپیوترهای خانگی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مهندسی مکانیک 1393
  رسول پاک روح   سید محمد جواد حسینی کهساری

استفاده از مواد تغییر فاز دهنده از جمله تکنیک‏هایی است که برای خنک ‏کاری وسایل الکترونیکی توسط محققان در سال‏های اخیر مورد پژوهش قرار گرفته است. کار حاضر به بررسی سه‏ بعدی فرایند ذوب پارافین rt44hc در یک هیت ‏سینک با هدف خنک‏ کاری کامپیوترهای خانگی می‏پردازد. شبیه ‏سازی‏ها به کمک نرم‏افزار تجاری فلوئنت انجام‏ شده است. اثر جابجایی طبیعی و همچنین تغییر حجم pcm در طول فرایند ذوب در نظر گرفته شده و بدین منظور از روش دوفازی vof استفاده گردیده است. جهت بهبود عملکرد سیستم، از سطوح گسترش یافته میله‏ای و همچنین نانوذرات بصورت مجزا استفاده شده است.

بررسی انتقال حرارت جابجایی آرام بر روی صفحات موازی با جریان ورودی نوسانی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی (نوشیروانی) بابل - دانشکده مکانیک 1387
  معصومه رحیمی   علی اکبر رنجبر

چکیده ندارد.

مطالعه تجربی جریان و انتقال حرارت در اتاق تست تهویه مطبوع
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه مازندران 1387
  نیما عباس پورجناتی   علی اکبر رنجبر

چکیده ندارد.

تحلیل عددی جریان مغشوش حول یک ایرفویل متقارن (naca0012) در حرکت بالزنی با استفاده از شبکه متحرک
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه مازندران - دانشکده فنی و مهندسی 1388
  مرتضی میانسری   علی اکبر رنجبر

پدیده های آیرودینامیک غیردائم بیشتر بر روی پره های هلی کوپتر، توربین های بادی، میکرو پرنده ها، پره های کمپرسور و حتی بال حشرات رخ می دهد. بررسی جریان غیردائم از آنجایی که در زاویه های حمله بالا عامل محدود کننده کارکرد پره های هلی کوپتر و توربین های بادی است، از اهمیت زیادی برخوردار است. چه بسا در اکثر مواقع نیروهای حاصل از جریان غیردائم بیشتر از جریان دائم بوده و از اثرات آن نمی توان صرفنظر کرد. برای بررسی جریان غیردائم می بایست مقدار و فاز بارهای آیرودینامیکی بر روی سطوح برازآ تعیین گردد، اما به دلیل رفتار پیچیده نیروهای آیرودینامیکی تولید شده در طول حرکت نوسانی، مطالعه جامع و کاملی که دربرگیرنده اثرات تمامی پارامترهای حاکم بر این نوع مسائل باشد وجود ندارد. همچنین پره های بالزن، به این امید که شاید راندمان پیشرانش بیشتری را برای وسایل هوایی کوچک فراهم کنند، به شدت مورد مطالعه واقع شده اند. بنابراین در کار حاضر، از یک ایرفویل صلب دو بعدی متقارن naca0012 در اعداد رینولدز 106×3-105×5 استفاده شده و جریان تراکم پذیر و تراکم ناپذیر غیردائم مغشوش حول ایرفویل بالزن شبیه سازی شده است. دو مدل اغتشاشی دو معادله ای، ، ، ویک مدل تک معادله ای، spalart allmaras برای مدل کردن اغتشاشات بکار گرفته شد. این تحقیق، اثرات دامنه، فرکانس بالزنی، زاویه حمله اولیه ایرفویل و عدد رینولدز را بر نیروها و ساختار دنباله که از عناصر اصلی در بررسی جریان غیر دائم می باشند، مورد بررسی قرار می دهد. همچنین در قسمت پایانی به بررسی اثر زمین بر ضرایب نیروی اعمالی بر ایرفویل دارای نوسان انتقالی عمودی که کاربرد فراوانی در صنایع دفاعی دارد، پرداخته شده است. نتایج نشان داد که ساختارهای دنباله ایرفویل بالزن به فرکانس بالزنی حساس می باشد. به طوری که با افزایش فرکانس کاهش یافته، ناپایداری جریان بیشتر می شود. این حساسیت می تواند در نتیجه کشیده شدن گردابه از لبه حمله به لبه فرار، تعامل بین فرکانس بالزنی و زمان برای تشکیل گردابه و جدایش بر روی سطح ایرفویل باشد. اثر افزایش دامنه نوسانات نیز مانند فرکانس کاهش یافته می باشد. همچنین با حرکت در نزدیکی سطح زمین یا دریا ضریب برآ افزایش می یابد.