شبیه سازی عددی جریانهای ابرصوتی نقش مهمی در تحقیقات و گسترش پرنده های سریع دارند. جریانهای ابرصوتی بیشتر مرتبط با دینامیک گاز رقیق است. با در نظر گرفتن این مساله، روش شبکه بولتزمان با قابلیتهای نشان داده شده در مدل کردن فرآیندهای غیر تعادلی و ناپیوستگیها، به نظر میرسد که یکی از گزینه های قدرتمند ممکن برای شبیه سازی جریانهای ابرصوتی باشد. استفاده از معادلات ناویر-استوکس برای مدل کردن جریانهای سیالی که در رژیم جریانی ابرصوتی قرار میگیرند به دلیل اینکه بیشتر این جریانهای سیال در محیطهای رقیق رخ میدهند و یا شامل فرآیندهای غیرتعادلی هستند، چندان موفق نخواهد بود. بنابراین، به کارگیری روش شبکه بولتزمان می تواند موثرتر باشد. علاوه بر سادگی الگوریتم و پایداری بالا، روش شبکه بولتزمان دارای قابلیت اجرا بر روی سیستم های موازی به گونه ای کارآمد می باشد. در واقع، روش شبکه بولتزمان به گونه ای کاربری وسیعتری نسبت به توصیفات بر پایه معادلات متعارف ماکروسکوپی دارد. هدف اصلی از انجام این پایان نامه ارزیابی قابلیت های روش شبکه بولتزمان در مدل کردن یک جریان سیال پیچیده در حول یک جسم در در رژیم های فراصوتی و ابرصوتی بوده است. این شبیه سازی توسط روش شبکه بولتزمان در رژیم ابرصوتی عملی تصور نمی شد. اما، بر اساس مطالعه حاضر، روش شبکه بولتزمان اختلاف محدود می تواند رژیم جریان ابرصوتی را به طور موفقیت آمیزی اداره کند. در این مطالعه نشان داده شده است که با به کارگیری یک طرح سازگار و راه های پایدارتر ارضای شرایط مرزی می توان جریانات پیچیده ابرصوتی را با استفاده از روش شبکه بولتزمان اختلاف محدود با موفقیت شبیه سازی کرد. این یافته می تواند راهگشای پژوهش های موثرتر در جریانهای ابرصوتی در محیط های رقیق قرار گیرد.

در تحقیق حاضر تاثیرات قرارگرفتن یک ساختمان در یک ارتفاع مشخصی از زمین بر روی میدان جریان به روش ازمایشگاهی و عددی و نیز توزیع نشست گرد و غبار به روش عددی مطالعه شده است. برای این منظور ابتدا به بررسی توزیع جریان در اطراف ساختمان که بر روی زمین و همچنین ساختمانی که در یک ارتفاع مشخص از زمین بر روی پایه قرار دارد به صورت ازمایشگاهی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی ازمایشگاهی با استفاده از تونل باد زیر صوت دانشگاه شیراز و جریان سنج سیم داغ توزیع جریان در اطراف ساختمان که یا بر روی زمین قرار گرفته و یا بر روی پایه بررسی شده است. سپس به روش عددی توزیع جریان در اطراف ساختمان در دو حالت فوق بدست امده و مقایسه گردیده است. برای شبیه سازی عددی از مدلهای مختلف جریان درهم با داده های تجربی مقایسه و بهترین مدل جریان درهم انتخاب شده و سپس اقدام به حل معادلات حرکت ذرات در قطر های مختلف و در سرعتهای مختلف باد شده است. نتایج حاصله از این تحقیق نشان می دهد که این راهکار برای قطرها خاصی از ذرات می تواند در کاهش نشست ذرات اطراف ساختمان مفید واقع شود.

تاریخچه بهره برداری نیروگاههای هسته ای (مثل phenix npp,tomari-2 npp,…) نشان دهنده آسیب وارد به سیستم لوله کشی بویژه برای هر دو نوع راکتورlwr و lmfbr بویژه در اتصالات نزدیک به تقاطع های تی شکل می باشد. با استفاده از نرم افزار gambit سه هندسه به شکل t، s و e تولید شده است. نرم افزار fluent6.3.26 برای مدلسازی سیستمها بکار گرفته شده است. در این تحقیق موارد ذیل انجام گرفته است: • مقایسه خصوصیات فیزیکی دو سیال آب و سدیم مایع برای ابعاد تقاطع تی شکل آسیب دیده نیروگاه phenix و هندسه t شکل صورت پذیرفت. جهت سنجش اعتبار مدلسازیها، نتایج مدلسازی با داده های تجربی موجود برای سیال آب مقایسه گردیدند و تطابق بسیار خوبی را نشان می دهند. • دسته بندی مرزهای بین جت های جریان آب و سدیم مایع انجام گرفت و چهار نوع جت مغشوش دیواره، بازپیوستی، چرخشی و برخوردی متمایز گردیدند. • مدلسازی هندسه های به شکل s و e برای چند سرعت بی بعد و چند فاصله بی بعد زانویی پایین دست تا محور تقاطع تی شکل برای سدیم مایع صورت پذیرفته است. اگرچه نتایج تغییرات کمی را در دسته بندی جت های جریان سدیم مایع نشان می دهند، ولی الگوهای توزیع دما بطور معنی داری تغییر می کنند. بر اساس نتایج تحقیق حاضر، یک معیار بعنوان استانداردی برای تعیین فاصله ایمن زانویی پایین دست در هندسه های به شکل e وs ارائه شده است تا اطمینان حاصل شود که امکان ایجاد پدیده فرسودگی گرمایی حداقل است. نتایج حاصل برای بهبود و ارتقاء طراحی جهت افزایش ایمنی سیستم های لوله کشی در صنایع نیروگاه های هسته ای کاربرد خواهد داشت. .

در جریان گازهای رقیق، تعداد برخوردهای بین مولکولی جهت رسیدن به تعادل ترمودینامیکی کافی نمی باشد. همچنین، به دلیل تعداد کم مولکول ها در واحد حجم، فرض پیوسته بودن جریان معتبر نمی باشد. از همین رو، نمی توان از روش های معمول عددی که بر مبنای پیوستگی بنا نهاده شده است جهت پیش بینی رفتار جریان گازهای رقیق استفاده کرد. در تحقیق حاضر، قابلیت روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو در مطالعه عددی جریان گازهای رقیق درون میکرو کانال ها و همچنین حول باله های ماورای صوتی و استوانه های مستطیلی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از شبیه سازی جریان ماورای صوت درون میکرو کانال ها نشان می دهند که با کاهش فشار ورودی و همچنین با کاهش ارتفاع میکرو کانال، طول ناحیه ورودی کاهش می یابد. همچنین نتایج بدست آمده از شبیه سازی جریان های گازی حول باله های ماورای صوتی و همچنین جریان ماورای صوت حول استوانه های مستطیلی نشان می دهند که با کاهش عدد نادسن یک ناپیوستگی در میدان جریان رخ می دهد. نتایج بدست آمده از شبیه سازی جریان های گازی حول باله های ماورای صوتی نشان می دهند که با افزایش عدد نادسن، ضریب فشار در امتداد دیواره های باله کاهش می یابد.

در این تحقیق، نتایج مدل سازی سه بعدی برای مخلوط کن لوله ای تفکیک شده ارائه شده است. معادلات حاکم بر جریان آرام در این وسیله، شامل معادله پیوستگی و معادلات بقاء مومنتوم با استفاده از نرم افزار اٌپن فوم بر اساس روش حجم محدود حل شده است. به منظور حل میدان های همبسته سرعت و فشار از الگوریتم سیمپل بر شبکه بندی جابجاشده در نرم افزار اٌپن فوم استفاده شده است. یک برنامه کامپیوتری به زبان فرترن نگاشته شده است که به محاسبه داده های لازم جهت ترسیم مقاطع پوانکاره در مخلوط کن لوله ای تفکیک شده می پردازد. برنامه ای دیگر نیز در زبان برنامه نویسی فرترن جهت محاسبه توان لیاپانوف مربوط به جربان در این مخلوط کن نگاشته شده است. در این تحقیق از پارامترهای ارائه شده توسط میزونو و فوناکوشی در مدل سازی میدان جریان و ترسیم مقاطع پوانکاره استفاده شده است. همچنین از الگوریتم ارائه شده توسط اسپرات جهت محاسبه توان لیاپانوف بهره برده شده است. دقت کدهای استفاده شده در زبان برنامه نویسی فرترن و نرم افزار اٌپن فوم از همان ابتدا با مقایسه نتایج فلوئنت و نتایج مربوط به تحقیقات گذشته سنجیده شده است. تأثیر تغییر پارامترهای نسبت طول صفحات در مخلوط کن لوله ای تفکیک شده، زاویه میان صفحات در المان های این مخلوط کن، تاثیر افزایش عدد بی بعد رینولدز در محدوده جریان آرام و همچنین تاثیر حضور ترم غیرخطی معادله مومنتوم بر روی کیفیت مخلوط شدن در این وسیله مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت بر اساس نتایج به دست آمده، مشخصات مخلوط کن لوله ای تفکیک شده که منجر به ایجاد مخلوط شدن با کیفیت خوب می شود ارائه شده است.

هدف اصلی این تحقیق توسعه ی یک مدل رتبه- کاسته ی اجباری بسط گالرکین بر پایه مدهای تجزیه متعامد مناسب (pod) و روش اختلال روی معادلات جریان برای کنترل جدایی می باشد. مدل رتبه- کاسته ی بسط گالرکین بر پایه مدهای تجزیه متعامد مناسب (pod) و روش اختلال روی معادلات ناویه- استوکس غیر قابل تراکم، ناویه- استوکس آیزنتروپیک و ناویه- استوکس بر اساس متغیرهای اصلی برای جریان تراکم پذیر بدست می آید. در مدل رتبه- کاسته ی بسط گالرکین بر پایه مدهای تجزیه متعامد مناسب (pod) معادلات جریان برای اهداف کنترلی پارامترهای کنترل به صورت صریح وارد معادلات رتبه-کاسته ی نمی شوند. با استفاده از روش اختلال همراه مدل رتبه- کاسته ی بسط گالرکین بر پایه مدهای تجزیه متعامد مناسب (pod) معادلات جریان این مشکل برطرف می شود. در این حالت مدل رتبه- کاسته ی اجباری حاصل می شود که می تواند تغییرات زمانی پارامترهای کنترل را پیش بینی کند. با تشکیل مدل جدید ، از کنترل بهینه برای تشکیل قانون کنترل روی سیستم معادلات رتبه-کاسته ی غیر خطی می توان استفاده نمود. قانون کنترل بر اساس میزان ورتیسیته در میدان جریان حاصل می شود. جریان غیر قابل تراکم آرام و مغشوش روی پله معکوس و جریان تراکم پذیر آرام و مغشوش روی مقطع بال ناکا 23012 مورد بررسی قرار می گیرند. برای جریان آرام (1000>re>100) و مغشوش (44000=re) روی پله معکوس، یک جفت جت دمش/ مکش به عنوان عامل کنترل مورد بررسی قرار می گیرند. نتایج نشان میدهند که جت قرار گرفته روی دیواره پله معکوس، بر روی میدان جریان اثرگذار است و می تواند ناحیه ی جدایی را کاهش دهد به علاوه روش اختلال می تواند میدان جریان را با دقت بالایی پیش بینی کند. همچنین با استفاده از روش اختلال زمان محاسبات کاهش می یابد. برای جریان روی مقطع بال ناکا 23012 سه نوع کنترل در نظر گرفته شده است: مکش در 18-12 % وتر مقطع بال، جت ترکیبی با فرکانس 1.0 و 2.0 در18-12 % وتر مقطع بال و ترکیب دمش/ مکش به ترتیب در 18-15 % و 30-24 % وتر مقطع بال. نتایج نشان داده است که جت های اعمال شده روی میدان جریان حول بال تاثیر می گذارد و حباب های جدایی جریان را از بین می برد. نسبت نیروی برا به درگ افزایش می یابد و روش اختلال میدان جریان را با دقت بالایی پیش بینی می کند.

مطالعه جریان باد اطراف اجسام سه بعدی پخ واقع بر روی سطح زمین در بسیاری از کاربردهای مهندسی مشاهده می شود. برای چنین آرایشی جریان پیچیده ای از ساختارهای چند گردابه ای در اطراف و دنباله جسم ایجاد می شود. تحقیق و بررسی ساختار جریان در داخل، بیرون و دنباله چنین اجسامی برای شناخت پدیده هایی نظیر انتقال حرارت، انتقال جرم، بارهای آیرودینامیکی و تهویه مطبوع مورد نیاز می باشد. در این تحقیق ابتدا روشی جدید برای مدل سازی لایه مرزی اتمسفری در تونل باد با طول کوتاه ارائه شده و مراحل تولید آن بصورت تجربی اندازه گیری و نشان داده شده است. با وجود جریان لایه مرزی اتمسفری جریان متلاطم هوا اطراف یک مدل کوچک شده از ساختمانی واقعی با سقف گنبدی به همراه چندین پنجره و روزنه ای در سقف با مقیاس 54/1 در حالت های مختلف بررسی شده است. چگونگی جریان باد اطراف شکل های گنبدی از نوع آزمایش شده در این پژوهش به منظور یافتن بار وارده از سوی باد به گنبد، محاسبه تغییرات ضریب انتقال حرارت جابجایی به منظور تخمین بار سرمایش و گرمایش بنا و همچنین پیش بینی محل نشست ذرات معلق هوا در قسمت جلویی و در پشت گنبد قابل محاسبه است.. علاوه بر اندازه گیری ها به منظور توسعه پژوهش و ارائه اطلاعات بیشتر جریان اطراف مدل فوق، شبیه سازی عددی جریان برای شرایط فیزیکی و هندسی ولایه مرزی اتمسفری با استفاده از نرم افزار فلوئنت و بهره گیری از مدل توربولانس rng-k.? انجام گردیده است. ابتدا مدل سازی عددی با اندازه گیری ها از نظر چگونگی میدان جریان، توزیع سرعت در چندین ناحیه اطرف گنبد مقایسه و ارزیابی گردیده است. بر اساس اندازه گیری های صورت گرفته و شبیه سازی عددی، چگونگی سرعت در چندین مقطع در راستای جریان، نقطه جدایش جریان و گردابه نعل اسبی شکل اطراف مدل نشان داده شده است. همچنین تغییرات شدت تلاطم در اطراف مدل ساختمان در نواحی مختلف اندازه گیری مقایسه و ارائه شده است. در انتها بر اساس محاسبات عددی صورت گرفته تغییرات ضریب فشار بر روی سقف ساختمان ارائه و با نتایج دیگر محققان مقایسه گردیده است. در اندازه گیری ها و محاسبات، محدوده جریان باد برای عدد رینولدز 122000، شدت اغتشاش بین 10 تا 15 درصد و ضریب مسدودیت 6 درصد انتخاب شده است.

افزایش تقاضا در صنعت گاز سبب شده این صنعت از ابزاری نوین برای خشک کردن گاز طبیعی بخصوص برای استفاده خارج از دریا استفاده کند. جداکننده های مافوق صوت روشی جدید برای چگالش و جداسازی آب و هیدروکربن های سنگین از گاز طبیعی است. جداکننده های فراصوت بدلیل سادگی عملکرد، نداشتن قطعات متحرک و عدم استفاده از واکنش های شیمیایی دارای برتری های قابل ملاحظه ای به لحاظ کارایی، هزینه های اجرایی و زیست محیطی نسبت به روش های سنتی متداول، دارند . این نوع جداکننده ها از یک شیپوره همگرا-واگرا تشکیل شده اند که تعدادی پره در قسمت فراصوت بعد از گلوگاه برای ایجاد سرعت دورانی قرار گرفته اند. در این نوع از جداکننده ها، گاز طبیعی به همراه قطرات ریز مایع وارد جداکننده می شود. قطراتی ریزی که وارد جداکننده شده اند به دلیل کاهش دما در اثر انبساط جریان درون جداکننده شروع به رشد می کنند. این قطرات در قسمت فراصوت به دلیل وجود جریان دورانی در اثر وجود پره ها به علت نیروی گریز از مرکز به سمت دیواره حرکت می کنند. با افزایش زاویه پره ها سرعت دورانی جریان گاز بیشتر می شود، که این افزایش سرعت دورانی سبب افزایش نیروی گریز از مرکز می شود. رشد نیروی گریز از مرکز سبب افزایش تعداد برخورد قطرات درون جداکننده با دیواره و افزایش راندمان جداکننده می شود. در این مطالعه، برای حل میدان جریان از روش عددی roe استفاده شده است و اثر افرایش زاویه پره ها بر روی راندمان جداکننده به صورت عددی بررسی شده است.

جدایش لایه مرزی پدیده نامطلوبی است که در جریان اطراف اجسام امکان وقوع دارد. جدایش لایه مرزی اتلاف انرژی زیادی را به سیستم تحمیل کرده و بازده خیلی از وسایل مرتبط با جریان را محدود می کند. جدایش لایه مرزی روی بال می تواند با کاهش عملکرد هواپیما همراه باشد. در سالهای اخیر کنترل میدان جریان توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کرده است. مخصوصا در آیرودینامیک این مطالعات به منظور افزایش نیروی برا و کاهش نیروی پسا روی مقطع بال اهمیت ویژه ای پیدا کرده است. در تحقیق حاضر از روش دمش نوسانی هوا به صورت تجربی برای کنترل میدان جریان اطراف ایرفویل naca0012 در زاویه حمله بالا (18 درجه) استفاده شده است. در این پژوهش با توجه به ثابت بودن موقعیت دمش در روی بال (حدود 42 درصد وتر با پهنای 4 درصد وتر)، اثر تغییر پارامترهای سرعت دمش جت هوا و زاویه دمش جت هوا در کنترل جریان اطراف ایرفویل مورد بررسی قرار گرفته است.سرعت جریان آزاد و یکنواخت m/s 15 می باشد و پروفیل سرعت نوسانی u=15+12.5sin(2?ft) در نظر گرفته شده است کهf فرکانس دمش، با مقادیر 20 و 40 و 60 هرتز می باشد. اثرات دمش نوسانی بر روی پروفیل سرعت سطح بالای ایرفویل با تغییر در سرعت دمش بوسیله تغییر فرکانس دمش در یک زاویه دمش مشخص، با استفاده از دستگاه سرعت سنج سیم داغ بررسی شده است. در حالت دمش یکنواخت، جریان برگشتی از بین نرفته ولی اندازه گردابه جریان روی سطح ایرفویل کوچک شده است. زمانیکه زاویه دمش 15 درجه و فرکانس دمش 20 هرتز است، جریان برگشتی به طور کامل از بین رفته است. در فرکانس دمش 40 و 60 هرتز و زاویه دمش 15 درجه، جریان برگشتی به طور کامل از بین نرفته ولی اندازه گردابه ی جریان روی سطح ایرفویل کوچک شده است. در حالت دمش نوسانی با فرکانس 20 هرتز و در زاویه دمش 20 و 25 درجه، جریان برگشتی به طور کامل از موقعیت 42% تا 76% وتر، حذف شده است ولی در فرکانس دمش 40 و 60 هرتز، جریان برگشتی به طور کامل از موقعیت 42% تا 82% وتر، از بین رفته است. بهترین نتیجه برای حذف کامل جریان برگشتی روی سطح ایرفویل، در زاویه دمش 15 درجه و فرکانس 20 هرتز گرفته شده است.

چکیده بررسی عددی جریان خون در مدلی واقعی از رگ های مغز انسان(دایره ویلیس) به کوشش: سجاد عباسی دهبیدی در این تحقیق به بررسی عددی جریان خون در مدلی واقعی از شریان های مغزی در بدن انسان پرداخته شده است. برای این منظور با استفاده از تصاویر سی تی آنژیوگرافی مدلی محاسباتی از شریان ها ساخته شد. علاوه بر دایره ویلیس شریان های کاروتید و شریان های مهره ای نیز در مدل سازی در نظر گرفته شده اند ابتدا جریان خون در شریان های مغزی با در نظر گرفتن برهمکنش سیال و دیواره شبیه سازی شده است و نتایج حاصل با نتایج همین مدل با شرط دیواره صلب مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که در نظر گرفتن برهمکنش سیال و دیواره جامد لازم و ضروری است. در بخش دوم به شبیه سازی مکانیزم خود تنظیمی با در نظر گرفتن برهمکنش سیال و دیواره جامد پرداخته شده است و سپس این نتایج با نتایج مربوط به دیواره صلب مقایسه شده است. از جمله پارامتر های همودینامیکی مهم جریان خون در شریان ها مقدار تنش برشی وارده بر دیواره شریان می باشد. با مقایسه نتایج در هر دو بخش مشاهده شده است که مقدار حداکثر تنش برشی در مدل با دیواره الاستیک کمتر از مدل با دیواره صلب می باشد. همچنین تغییرات دبی در شریان های خروجی از مغز در مدل الاستیک تحت تأثیر تغییرات سطح مقطع شریان و تغییرات دیواره می باشد.

لازمه بدست آوردن محدوده ی عملکردی و طراحی اولیه یک جداکننده ی گاز – مایع، بطوریکه کمترین میزان مایع در خروجی گاز وجود داشته باشد، شناخت کافی از الگوی جریان و توزیع پارامترهای ترموهیدرولیکی بویژه سرعت و کسر خلا است. در این تحقیق جریان دوفازی مایع و بخار آب، برای یک نمونه از این نوع جداکننده ها، بکمک دینامیک سیالات محاسباتی و کد تجاری انسیس فلوئنت، مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. از نقطه نظر طراحی و بهینه سازی ابعاد جداکننده، می توان از طول و عرض ورودی جداکننده، قطر خروجی جانبی، میزان تو رفتگی خروجی جانبی و پهنای جداکننده به عنوان مهمترین پارامترهای دخیل در عملکرد جداکننده (افت فشار و بازدهی) نام برد. سرعت و جریان جرمی هر کدام از فاز ها در ورودی نیز می تواند بر عملکرد جداکننده تاثیر مستقیم داشته باشد. در این تحقیق میزان افت فشار و بازدهی جداکننده، و همچنین کسر خلا بخار در خروجی های جانبی، برای شرایط بارگذاری متفاوت درام، از 25% تا 110% بارگذاری بدست آمده است. در حالت 100% بارگذاری درام، برای 40 عدد از این جداکننده ها که به صورت موازی باهم، در درام، قرار می گیرند دبی جرمی کل 5528 ton/h می باشد. کیفیت جریان ورودی نیز6/3 درصد است. هم چنین اثر تغییر در ابعاد و هندسه ی جداکننده بر افت فشار و بازدهی بررسی شده است. نتایج حاصله نشان می دهد، با افزایش میزان بارگذاری درام، در شرایطی که قطر قطرات، حداقل ممکن (10میکرون) است، کسرخلاء بخار درخروجی های جانبی و بازدهی جداکننده تقریباً ثابت می ماند اما افت فشار افزایش می یابد. تغییرات افت فشار با انرژی واحد حجم سیال در ورودی in(v2/2?) خطی است. برای راستی آزمایی نتایج، جریان چرخشی و دوفازی آب وهوا برای یک نمونه ی مشابه، شبیه سازی شده است. نتایج و پروفایلهای سرعت مماسی بدست آمده توافق خوبی با دادههای تجربی دارد.

از آنجا که مجموعه دم (tail) یکی از قسمتهای اصلی هواپیماست که وظیفه تریم (trim)، پایداری و کنترل (stability & control) هواپیما را بر عهده دارد، مطالعات زیادی بر روی آن انجام و انواع گوناگون آن طراحی و ساخته شده است. در واقع یک مجموعه دم باید توانایی ایجاد پایداری مورد نیاز هواپیما را داشته باشد و ضمن دارا بودن ویژگیهای آیرودینامیکی مطلوب، وظیفه کنترل و تریم هواپیما را به خوبی انجام دهد. با توجه به مأموریت و پیکربندی یک هواپیما انواع متفاوتی از مجموعه های دم را می توان به کار برد و از آنجا که در هواپیمای مورد تحقیق از دو نوع دم هفتی شکل (دم v) و دم h شکل استفاده شده است و با توجه به اینکه انجام تستهای تونل باد یکی از معتبرترین روشهای تخمین نیروها و ضرایب آیرودینامیکی می باشد، تستهای تونل باد مورد نظر در یک تونل باد مادون صوت بر روی هر دو نوع مجموعه دم انجام گرفته و رفتار آیرودینامیکی این دو نوع دم مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. تحلیلهای انجام شده نشان می دهند که دم هفتی شکل در مقایسه با دم h شکل پسآی کمتری ایجاد کرده و ضریب گشتاور پیچشی را که بر پایداری هواپیما موثر است، افزایش داده است. در مجموع پارامتر هواپیما با دم v شکل در مقایسه با دم h شکل افزایش یافته است که این افزایش موجب افزایش مداومت پروازی و برد هواپیما می شود.

صدای ناشی از حرکت اجسام در محیط سیال در مسائل مختلفی بررسی می شود. هدف از این بررسی ها یا کاهش صدا جهت رسیدن به وضعیت مطلوب تر زندگی، یا کاهش و شناسایی صدا جهت سهولت ارتباطات صوتی است. در تحقیق پیش رو به بررسی صدای ناشی از حرکت چند دماغه متفاوت در شرایط مختلف در محیط آب پرداخته شده است. با توجه به هزینه بالای ساخت تجهیزات مورد نیاز برای اندازه گیری تجربی، و هدف این تحقیق که یافتن راهی مناسب برای تخمین قابل قبول صدا جهت استفاده های کاربردی است، مدلسازی عددی با استفاده از نرم افزارهای محاسباتی ترجیح داده شده است. نرم افزارهای موجود برای این کار بررسی شده و در نهایت نرم افزار تجاری fluent به عنوان گزینه مناسب انتخاب گشته است. پس از راستی آزمایی حل، روش fw-h به عنوان روش حل معادلات صوتی انتخاب و استفاده شده است. در بررسی نتایج دیده شد که دماغه های مختلف طیف های فرکانسی مختلفی ارائه می کنند. نشان داده شد که می توان مدلسازی را در هر سرعت دلخواهی انجام داد و با شرط اینکه رژیم و شکل کلی جریان تغییر نکند، طیف حاصل قابل تبدیل به طیف مربوط به هر سرعت دیگر است. همچنین نشان داده شد که می توان ابعاد مسأله را کوچک یا بزرگ کرد و با شرط عدم تغییر شکل کلی جریان می توان به ترتیب به دقت بیشتر، یا طیف وسیعتر فرکانسی دست پیدا کرد. دیده شد که نقاط مختلف گیرنده های صوتی، نتایج کاملاً متفاوتی را ارائه می دهند که بنابر نیاز، نقاط مختلف را می توان انتخاب و بررسی نمود.

در این پژوهش میعان طبیعی رطوبت هوا روی لوله پره دار فشرده افقی به صورت تجربی بررسی شده است. لوله پره دار از نوع اکسترودد بوده و پره ها حلقوی با سطح مقطع مستطیلی می باشند. قطر خارجی لوله مرکزی، قطر پره و ضخامت پره به ترتیب برابر با 4/25، 0/56 و 4/0 میلی متر بوده و تراکم پره روی لوله نیز 433 پره در هر متر می باشد. لوله پره دار برای انجام آزمایش های میعان طبیعی داخل اتاق کنترل خاصی قرار گرفته است. برای بررسی تأثیر عوامل مختلف روی فرآیند میعان طبیعی، دما و رطوبت نسبی هوای اتاق به ترتیب بین 25 تا 35 درجه سانتی گراد و 40 تا 70 درصد تغییر داده شده است. همچنین دمای پایه پره نیز بین 4 تا 8 درجه سانتی گراد تغییر کرده است. مشاهدات نشان می دهد که میعان رطوبت هوا روی لوله پره دار مورد مطالعه کاملاً به صورت قطره ای بوده و به دلیل فاصله کم بین پره ها (2 میلی متر) فرآیند شکل گیری، رشد و حرکت قطرات محدود به نوک و ناحیه کوچکی از سطوح جانبی پره ها می شود. همچنین نتایج نشان می دهد که نرخ میعان و انتقال گرما تابعی از رطوبت نسبی هوا و اختلاف دما بین پایه پره و هوای محیط بوده و با افزایش رطوبت نسبی و دمای هوای محیط و کاهش دمای پایه پره این دو نرخ افزایش می یابند. در این مطالعه روابطی تجربی و مدلی نیمه تحلیلی برای پیش بینی نرخ میعان و انتقال گرما در حالت پایا برای فرآیند میعان طبیعی رطوبت هوا روی لوله پره دار فشرده بر اساس نتایج آزمایشگاهی ارائه شده است.

مدل سازی کامپیوتری آیروالاستیسیته، کمک به بالا بردن سرعت و دقت در طراحی وسائل پرنده می شود. به این منظور نرم افزار های مختلفی طراحی و برنامه نویسی شده اند. اما دقت و قابلیت هیچکدام از آن ها در مطالعه ی آیروالاستیک بدنه ها مورد بررسی قرار نگرفته است و بعلاوه نتایج تجربی در این حیطه بشدت نادر است. لذا بررسی نرم افزاری تخصصی در این زمینه بسیار حائز اهمیت و پرکاربرد است. در این تحقیق، نرم افزار zaero راه اندازی و ارزیابی می شود. در ابتدا برای اطمینان از صحت نتایج نرم افزار zaero، برای چند مدل بال مختلف که دارای زوایای عقب گرد مختلف هستند، پارامتر هایی مانند سرعت و فرکانس فلاتر با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه و تحلیل می شوند. سپس بررسی اثر عوامل مختلف بر فلاتر با تغییر پارامتر هایی نظیر تغییر ارتفاع پروازی، تغییر زاویه عقب گرد سنجیده می شود. همچنین اثر وجود بدنه بر روی فلاتر بال ها نیز مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. سپس برای مقایسه ی نتایج دو نرم افزار موجود، مدلی هایی یکسان تهیه، اجرا و بررسی خواهد شد. همچنین در این تحقیق مدلی با ابعاد 1/20 نمونه ی اصلی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. از پارامتر های بدون بعد مهم در آنالیز های آیروالاستیسیته برای تشابه این دو مدل استفاده خواهد شد .

یکی از سیستم های گرم کننده ساختمان سیستم های گرمایش از کف می باشد که عملکرد این سیستم عمدتا بر جابجایی و تابش استوار است . گرادیان دما و نیروی شناوری هم جهت می باشند بنابراین فرایند گرمایش به کمک جابجایی راحت تر انجام می شود . امکان ایجاد شرایط آسایش حرارتی مطلوب به همراه مصرف بهینه انرژی باعث شده که سیستم گرمایش از کف امروزه بیش از سایر روش ها مورد توجه قرار گیرد .دو هدف عمده در این روش، توزیع یکنواخت دما در کف با حداقل افت فشار در مسیر جریان داخل لوله های نصب شده می باشد. یکی از راههای کارآمد بهینه سازی در شبکه های شاخه ای روش ساختاری می باشد. ایده اولیه روش ساختاری از پدیده های طبیعی گرفته شده است ، که همه آنها دارای نظم ساختاری ویژه ای می باشند.

هدف از این تحقیق، بررسی عملکرد آیرودینامیکی و هیدرودینامیکی یک وسیله سه زیست و تعیین مناسب برخی از پارامترهای فنی و هندسی به کمک دینامیک سیالات محاسباتی است. با انجام شبیه سازی های متعدد ابتدا تعدادی از مهمترین پارامترهای اثر گذار برعملکرد آیرودینامیکی و هیدرودینامیکی در پرواز، سرش و غوص این وسیله سه زیست را بررسی کرده و سپس با استفاده از نتایج بدست آمده، خصوصیات عملکردی آنرا محاسبه و ملاحظات لازم را برای فراهم کردن شرایط عملکرد مناسب وسیله سه زیست مورد مطالعه در رژیم های مختلف پرواز و حرکت زیرسطحی در نظر گرفتیم. از دیگر اهداف این پژوهش، شبیه سازی سیستم پیشرانش هوایی یا موتور های هوایی وسیله و اثرات متقابل این موتورها بر ساختار آیرودینامیکی همچون زاویه نصب بال یا فاصله بال از محفظه فشار و مکان بهینه قرار گیری طولی موتور ها به منظور کاهش اثرات منفی این تقابل و افزایش راندمان کلی است بخصوص که جریان هوای پرانرژی خروجی از موتورها می تواند بصورت عمده عملکرد وسیله در حالت پرنده را تحت تاثیر قرار دهد. همچنین با انجام شبیه سازی ها در حضور موتورهای پیشران هوایی و بدون حضور موتورهای پیشران هوایی، اثر لحاظ کردن کارکرد موتورها بر تحلیل اثرات فاصله بال از هیدروفویل بر آیرودینامیک پرنده مشخص شد که نتایج نشانگر آن بود که لحاظ نکردن اثر کارکرد موتورهای فن مجرایی موجب اشتباهات عمده در تحلیل ها خواهد شد. نتایج حاکی از آنست که وجود هیدروفویل دارای نقش کنترل کنندگی جریان و جلوگیری از جدایش روی بال است. در بررسی موتورها، موتورهای پیشران هوایی در دو حالت فن مجرایی دمنده در جلوی بال و فن مجرایی مکنده قرار گرفته در پشت بال، در زوایای دمش و مکش از 0 تا 15 درجه مورد بررسی قرار گرفتند که شرایط کارکرد بهینه هر یک از موتورها با توجه به فاصله بال از محفظه فشار و زاویه نصب بال و زاویه دمش یا مکش موتور فن مجرایی در رژیم های مختلف پرواز از قبیل پرواز آزاد، پرواز در ناحیه اثر نزدیکی به سطح، پرواز سیر و همچنین در مرحله برخاست از سطح آب تعیین گردید. در ادامه از آنجا که پرنده های اثر سطحی دارای ناپایداری شدید طولی هستند به دست آوردن خصوصیات آیرودینامیکی آنها در شرایط پرواز نزدیک سطح جهت طراحی مناسب دم و پایدار کردن آنها و ایجاد قابلیت انجام چنین پروازی بسیار ضروری است که در این رابطه بررسی هایی در شرایط گفته شده قبل بروی ضریب گشتاور طولی اعمال شده حول مرکز گشتاور وسیله، در شرایط گفته شده قبل صورت پذیرفت. از دیگر اهداف این پژوهش مطالعه روی حالت زیر سطحی وسیله بود که با بررسی عوامل موثر بر هیدرودینامیک وسیله، نقش زاویه عقبگرد دم افقی و همچنین زاویه عقبگرد محفظه فشار یا همان هیدروفویل وسیله را بر پسای هیدرودینامیکی بررسی نمودیم و از این طریق با کاهش نیروی پسای هیدرودینامیکی که مهمترین نیروی اثرگذار در حرکت زیرسطحی است، به میزان 20? از توان مصرفی موتورها کاسته شد.

در این تحقیق نشست ذرات مایکرو و نانو در جریان متلاطم در دستگاه تنفسی فوقانی انسان به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. مدل هندسی مورد استفاده مدلی واقعی از مسیر عبور هوا شامل حفره ی بینی، حلق، حنجره و نای است. برای حل مسأله ابتدا میدان جریان سیال حل شده و سپس حرکت و نشست ذرات در این میدان بررسی شده است. برای حل میدان جریان متلاطم، پس از ارزیابی عملکرد مدل های تلاطم دومعادله ای مختلف در پیش بینی جریان در هندسه ای ساده تر (نازل همگرا- واگرا)، از مدل lrn k-? استفاده شده است. سپس، حرکت ذرات نانو با استفاده از دیدگاه اویلری و حرکت ذرات مایکرو با استفاده از دیدگاه لاگرانژی مورد بررسی قرار گرفته است. در دیدگاه لاگرانژی برای یافتن سرعت های نوسانی سیال که بر حرکت ذره موثر است از مدل حرکت تصادفی پیوسته استفاده شده و نتایج این مدل با نتایج مدل حرکت تصادفی گسسته مقایسه شده است. علاوه بر آن، برای بررسی کیفیت نتایج بدست آمده، مسأله به روش les نیز حل شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که تلاطم نشست ذرات با اینرسی متوسط را افزایش می دهد اما بر نشست ذرات با اینرسی خیلی کم و زیاد تأثیر قابل توجهی ندارد. همچنین مقایسه ی نتایج بدست آمده با داده های تجربی بیانگر این است که استفاده از مدل حرکت تصادفی پیوسته، در مقابل مدل حرکت تصادفی گسسته، دقت نتایج را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. همچنین مقایسه ی نتایج روش rans (همراه با مدل تصادفی) و روش les نشان می دهد که نتایج این دو روش در پیش بینی نشست کلی ذرات به یکدیگر نزدیک هستند درحالی که در پیش بینی نشست محلی تفاوت های قابل توجهی با یکدیگر دارند.

جریان های چند فازی شامل قطره ها و حباب ها در طبیعت و در بسیاری از فرایند های صنعتی حاضر می باشد. جزئیات مربوط به چنین جریانهایی را میتوان از شبیه سازی های مستقیم عددی که به صورت مستقیم جریان را به مقیاس حباب و قطره تجزیه می کند، بدست آورد. در سالهای اخیر روش شبکه بولتزمن به عنوان روش عددی نوینی جهت شبیه سازی جریانات چند فاز پدیدار گشته است. در حالی که این روش دارای خصوصیات مطلوبی مثل گنجاندن فیزیک در آن و همچنین الگوریتم موثر برای انجام محاسبات سریع می باشد، اما روش چند فازی موجود همچنان با مسائلی مثل ناپایداری عددی و دامنه کاربرد کم مواجه است که کاربرد آن را در مسائل واقعی مهندسی محدود می کند. این پایان نامه مطالعه عددی دینامیک قطره روی سطح جامد برای مدل چند فازی به روش شبکه بولتزمن را ارائه نموده است. ابتدا یک تابع پتانسیل تعامل بیان شده که به تولید نیروی جاذبه بین مولکولی منجر میشود و زاویه تماس متغیر یک قطره روی سطح را با تعادل بین نیروی جاذبه و دافعه ارائه میکند. بعد از نشان دادن اینکه چگونه روابط تعامل ذرات بر شبیه سازی روش شبکه بولتزمن منطبق گردید، نتایج عددی برای نشان دادن توانایی های روی صفحات افقی و مایل ارائه شده است. همچنین تداخل دو قطره روی این صفحات به نمایش در آمده است. تحقیق حاضر توانایی این روش ساده و قدرتمند را برای نمایش جریان چند فازی نشان می دهد.

در این تحقیق بر روی ایرودینامیک غیردائمی اجسام شتابدار تمرکز شده است . هدف از این تحقیق مقایسه بین میدان جریان غیردائمی ، نیروهای و گشتاورهای ایرودینامیکی اجسام پروازی در حرکت مستقیم الخط شتابدار با میدان جریان دائمی در عدد ماخ مشخص است. نواحی مادون، مافوق و حدود صوت برای اجسام دوبعدی مانند ایرفویل و اجسام سه بعدی بالچه بدنه مورد بررسی قرار گرفته است. از فلوئنت به عنوان نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی(cfd) همراه با تکنیک هائی برای شبیه سازی حرکت شتابدار استفاده شده است و در این حالت معادلات در دستگاه مختصات غیر اینرسی حل می-شوند. برای شبیه سازی حرکت شتابدار از روش شبکه تغییر یابنده برای تایید نتایج شبیه سازی در دستگاه غیراینرسی استفاده شده است. در بیشتر موارد برای حالت دائمی شبیه سازی در محدوده اعداد ماخ 4/0 الی 5/1 انجام شده است. شبیه سازی حرکت اجسام از سرعت صفر با شتاب هایی برابر g 10، g 30 ، g 100 و g 1000 در محدوده اعداد ماخ یکسان انجام شده است. در حرکت شتابدار در ناحیه مادون صوت نیروی برا کمتر از نیروی برا در حالت دائمی و نیروی پسا بیشتر از نیروی پسا در حالت دائمی در عدد ماخ یکسانی دارند. در ناحیه حدود صوت تفاوت در موقعیت موج ضربه بر روی سطح جسم در حالت شتابدار با حالت دائمی مشاهده می شود و این جابجایی موقعیت موج ضربه اختلاف بین نیروهای ایرودینامیکی در حالت شتابدار با حالت دائمی در ناحیه حدود صوت افزایش می دهد. تفاوت موقعیت موج ضربه در ناحیه حدود صوت برای حالت دائمی و غیردائمی به زمان پاسخ دهی جریان و تاریخچه جریان وابسته است. از منظر هزینه و زمان محاسبات، شبیه سازی حرکت شتابدار در دستگاه غیراینرسی بسیار مقرون به صرفه تر از شبیه سازی حرکت شتابدار در دستگاه اینرسی است و نوع شبکه استفاده شده برای شبیه سازی در دستگاه غیر اینرسی نیز می تواند از نوع سازمان یافته باشد.

در این تحقیق از روش المان طیفی جهت مدل سازی جریان سیال استفاده شده است.در این تحقیق تلاش شد تا با ارائه ی الگوریتمی جدید در گسسته سازی این عبارت، به کاهش هزینه های محاسباتی روش المان طیفی اقدام گردد. همچنین طی مراحل اجرای تحقیق با مشاهده کارآیی نامطلوب روش های حل میدان فشار، تلاش شد تا با ارائه ی روش تصحیح فشاری جدید، ضمن ارزای بهتر معادله پیوستگی، کارآیی روش المان طیفی بهبود یابد.

یکی از موثرترین راه های درمان سرطان، جلوگیری از وقوع پدیده ی متاستاز سلول های سرطانی است. یکی از دستگاه های بیوپزشکی که اخیراٌ برای تشخیص سلول های تومور در حال گردش و جداسازی آن ها از خون استفاده می شود دستگاه acba می باشد. این دستگاه از روش برچسب زنی سلول بهره می گیرد، به این صورت که با تزریق پادتن های مغناطیسی شده به نمونه ی خون فرد و استفاده از میکرومیکسر منفعل سعی می شود که پادتن ها به سلول سرطانی هدف بچسبند تا در مراحل بعد با اعمال میدان مغناطیسی جداسازی صورت گیرد. در این پایان نامه به بررسی نیروهای وارده بر سلول های زیستی و پادتن ها پرداخته شد و معادلات حاکمه بر حرکت این ذرات و سیال احاطه کننده به دست آمد. دو نوع میکرومیکسر موازی و shm به منظور ایجاد حداکثر میزان اختلاط پادتن ها با سلول سرطانی شبیه سازی شدند و بهینه سازی پارامتر های هندسی مهم این میکرومیکسرها نیز انجام شد. سپس اثر همه ی پارامترهای هندسی بر اختلاط به ترتیب اهمیت مشخص شد. رابطه ای برای بیان میزان اختلاط بر حسب متغیرهای هندسی موثر میکرومیکسر ارائه داده شد. نتایج نشان داد که میکرومیکسر shm بازدهی اختلاط بهتری نسبت به نوع موازی آن دارد.

در این پژوهش یک مدل آئروالاستیک آسمان خراش به ارتفاع 442 متر با مقیاس 1800/1 از جنس ورق آلومینیوم با ضخامت یک میلی متر ساخته شده که ساخت مدل بر اساس به دست آوردن اعداد بدون بعد مهم از روش آنالیز ابعادی انجام گرفته است. سازه مدل در یک زاویه ثابت نسبت به باد قرار داشته و با شبیه سازی لایه مرزی در دو حالت مختلف یعنی دو نوع توزیع سرعت متفاوت در راستای ارتفاع، اثرات تنش القایی باد موردبررسی قرارگرفته است. آزمایشات توسط حس گر کرنش سنج انجام شده که با توجه به هندسه غیرمتعارف سازه مدل، در چهار بخش اصلی و نصب حس گرهای کرنش در یک راستا و پشت به باد، انجام شده است. سرعت باد با توجه به مقدار مقیاس شده از محاسبات اولیه 13 متر بر ثانیه می باشد. ماحصل نتایج به دست آمده از آزمایشات شامل: مقادیر کرنش بدنه مدل در برابر باد در دو حالت توزیع سرعت در لایه مرزی بوده که فرکانس ارتعاشات و دامنه نوسانات می باشد. سپس آزمایشات جریان برگشتی پیرامون سازه مدل توسط حس گر فیلم داغ انجام گرفته است. این آزمایش ها در 14 نقطه مختلف در جلو، پشت و روی بام سازه انجام شده است با توجه به توزیع سرعت در نقاط مختلف در اطراف سازه مدل، درصد شدت اغتشاشات جریان هوا نیز حتی در گودی و فرورفتگی های شکل سازه به دست آمده است. در انتها مقادیر خطاها در اندازه گیری و دقت نتایج با بیان دلایل، مورد بررسی قرارگرفته است.

در این پایان نامه به حل عددی جریان تراکم پذیر و آشفته جریان سیال حول بال و استوانه پرداخته شده است و تاثیر لبه حمله سینوسی در بال و همچنین موجی کردن استوانه روی ضرایب آیرودینامیکی آنها بررسی شده است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این پایان نامه نرم افزار حل معادلات ناویه استوکس سهموی شده سه بعدی برای محاسبه ضریب نیروی ماگنوس اجسام مدور در جریان لزج فراصوت ارائه شده است . این نرم افزار روش رتبه دو الگوریتم بادسو را با بکارگیری جریان مغشوش فراصوت برای اجسام ساده مانند مدل اگیو - سیلندر غیرمماسی و مماسی در بردارد. این برنامه در هر مقطع بصورت ضمنی بوده و از تکنیک احجام محدود با سلولهای مرکزی استفاده می نمایند. برای نشان دادن صحت قسمت غیرلزج برنامه، نتایج مدل اویلر با نتایج برنامه سایر محققین برای یک مخروط ساده مقایسه شده است . نتایج الگوریتم رتبه دو بادسو جریان لزج در مقایسه با نتایج آزمایش جوابهای قابل قبولی را تا زاویه حمل شش درجه نشان می دهد. همچنین، این نتایج با نتایج رتبه یک بادسو مقایسه شده است . این مقایسه نشان می دهد که در قسمت جدایی جریان جوابهای رتبه یک بادسو به نتایج آزمایش نزدیکتر می باشد. این نتایج برای اعداد ماخ 3 و 4 و زوایای حمله 2، 6 و 10 درجه ارائه شده است . بعلاوه، برای محاسبه ضریب نیروی ماگنوس نیز مدل اگیو - استوانه در زوایای حمله 2، 4، 6 و 10 درجه و عدد ماخ 3 مورد استفاده قرار گرفته است . جهت اخذ نتایج بهتر در ناحیه جدایی جریان، دو مدل بهبود یافته جریان مغشوش آقایان بالدوین - لوماکس مورد ارزیابی قرار گرفته که نتایج دو مدل نشان می دهد که یکی دارای خطای بیشتر به جز در زاویه حمل 6 درجه است و دیگری دارای خطای کمتری است .