دانلود رايگان

تحليل عددي مبدل حرارتي پوسته لوله اي با بافل ساده به توسط CFD

به دليل هزينه هاي زياد براي ساخت مبدل هاي حرارتي و انجام عمليات هاي بهبودي به منظور افزايش راندمان آنها محققين اين صنعت از شبيه سازي استفاده مي كنند. در اين تحقيق يك مبدلهاي حرارتي پوسته و لوله اي با بافل ساده توسط نرم افزار ديناميك سيالات محاسباتي مورد بررسي قرار گرفته است. اين مبدل حرارتي شامل 37 لوله و 4 بافل در داخل يك پوسته با طول 5.85 متر و قطر 200 ميليمتر است. ميدان هاي جريان و دما در داخل پوسته و لوله ها با استفاده از نرم افزار تحليل شده است. با بررسي هاي صورت گرفته برروي مدل هاي توربولانسي مدل k-ω SST استفاده شده است كه نتايج بهتري را ارائه مي دهد. سه نوع مش درشت، متوسط و خوب بررسي شده و نشان داده شده است كه نسبت ابعاد اثر چنداني ندارد. به اين ترتيب در نهايت، مش شامل 4.2 ميليون المان استفاده شده است. پروفيل دما و سرعت حاصل از نتايج مدل با داده هاي تجربي مقايسه و تطابق قابل قبولي دارد. ديده مي شود كه جريان به دليل وجود بافل به موازات لوله باقي نمي ماند در نتيجه موجب بهبود سطح انتقال حرارت و در نتيجه افزايش انتقال حرارت مي شود

تحليل عددي به منظور بهينه سازي ابعاد هندسي مخزن ذخيره سازي انرژي خورشيدي با در نظر داشتن لايه بندي گرمايي و افزايش كارايي مخزن

مطالعه‌ي‌ عددي جابه‌جايي آزاد نانوسيال آب – آلومينا با خواص متغير در يك محفظه‌ي مربعي داراي يك پره‌ي U شكل واقع شده روي منبع حرارتي دما ثابت در كف

مطالعه عددي و تجربي برخورد يك جت مستطيلي با يك صفحه تخت در زاواياي مختلف

در اين تحقيق تجزيه و تحليل تجربي بر پايه ديناميك محاسباتي سيال براي مطالعه بر روي مشخصات جريان آشفته و تحت فشار ناشي از تماس جت با صفحه مسطح زاويه دار انجام شده است. هدف از اين تحقيق بررسي رفتار جت گازهاي برشي است. در مدل عددي از روش حجم محدود استفاده مي شود. توزيع فشار و تنش برشي بر روي صفحه مسطح زاويه دار براي زواياي مختلف و براي فواصل مختلف ميان صفحه و نازل مشخص شده است. مقايسه ميان نتايج روش عددي و روش تجربي ثابت مي كند كه نتايج روش عددي از صحت كامل برخوردار است. نتايج به دست آمده نشان مي دهد، در صورتي كه فاصله افقي ميان دهانه نازل و صفحه مسطح زاويه دار در زواياي 15، 30، 45، 60، 75 و 90 درجه، به ترتيب در فواصل12/71، 11/37، 9/83، 8/11، 6/67 و 5/43 برابرقطر هيدروليكي جت باشد، تنش برشي برروي صفحه مسطح حداكثر مقدار خود را خواهد داشت. بنابراين در اين حالت جت بيشترين كارايي خود در عمل برش را خواهد داشت. همجنين با توجه به فواصل بدست آمده در زواياي فوق، رابطه بين فاصله بهينه كه ماكزيمم تنش برشي در آن رخ مي دهد و زاواياي مختلف ديگر به صورت=13/36018-[0/0826701xi] yi مي باشد

شبيه سازي عددي اثرات استفاده از دماغه ي داراي حفره بر گرمايش آيروديناميكي و نيروي درگ در سرعت هاي ابرصوت

در اين مقاله، اثرات استفاده از حفره بر روي دماغه، در سرعت‌هاي ابرصوت بررسي شده است. تاثير حفره بر گرمايش آيروديناميكي، نيروي اصطكاك سطحي، درگ فشاري و نيروي درگ كلي، به صورت عددي، مورد مطالعه قرار گرفته است. بدين منظور توزيع شارهاي حرارتي، اصطكاك پوسته اي و درگ فشاري بر روي ميدان جريان، در دو حالت دماغه بدون حفره و با حفره، اندازه گيري شده است. پس از بررسي مدل‌هاي توربولانسي مختلف و مقايسه آنها، مدل توربولانسي انتقال تنش برشي(SST ) به عنوان مدلي موثر براي مدل‌سازي نوسانات آشفتگي، به كار گرفته شده است. نتايج بدست آمده با نتايج حاصل از كارهاي تجربي و عددي گذشته مقايسه شد، كه از دقت قابل قبولي برخوردار است. نتايج اين تحقيق نشان مي دهد كه استفاده از حفره، عملكرد دماغه را در كاهش گرمايش آيروديناميكي، افزايش داده است. به ويژه اين اثر در نقطه ي سكون، حداكثر ميزان كارآيي را خواهد داشت. علاوه بر اين، هرچه طول حفره افزايش يابد، تاثير آن در كاهش گرمايش آيروديناميكي، بيشتر خواهد بود. از طرفي نتايج بدست آمده بيانگر آن است كه وجود حفره تاثير بسيار اندكي در افزايش نيروي درگ خواهد داشت

بررسي تجربي و عددي ميزان تاثير هندسه ابزار بر سرعت حركت مواد در جوشكاري اصطكاكي تلاطمي نقطه اي

جوشكاري اصطكاكي تلاطمي اولين بار در انستيتو جوش انگلستان در سال 1991 به عنوان تكنيك اتصال جامد ابداع شد و به طور جزئي براي آلياژ هاي آلومينيوم به كار برده مي‌شد. هرچه ميزان سرعت حركت مواد در جوشكاري اصطكاكي تلاطمي بيشتر باشد، سختي ناحيه جوش نيز بيشتر خواهد شد. هدف اين مقاله بررسي تجربي و عددي ميزان تاثير هندسه ابزار بر روي سرعت حركت مواد در جوشكاري اصطكاكي تلاطمي نقطه اي با استفاده از نرم افزار شبيه سازي (Abaqus) است. با كمك بررسي عددي مي توان ميزان سرعت حركت مواد و مقدار سختي را پيش بيني كرد. در اين مقاله با توجه به بررسي هاي انجام گرفته بر روي سرعت هاي دوراني متفاوت، سرعتي به دست آمده است كه در آن مواد از سرعت حركت بالاتر و در نتيجه سختي بالاتري برخوردار خواهند بود. مواد استفاده شده در اين مقاله آلياژ فلز آلومينيوم شمارهAA5083-H13 مي باشد

بررسي عددي كاهش ميزان سطح تراز نويز در ايستگاههاي تقليل فشارگاز درون شهري

توسعه صنعت و افزايش جمعيت باعث درخواست روز افزون انرژي خصوصاً گاز طبيعي شده است. بعضاً اين افزايش غير قابل پيش بيني در تقاضاي انرژي باعث تحت الشعاع قرار دادن تاسيسات وابسته به آن گرديده. يكي از اين تاسيسات، ايستگاه هاي تقليل فشار درون شهري مي باشد. افزايش مصرف و كشش بار بيش از ظرفيت از اين ايستگاه ها كه بطور متناوب در سطح شهرها و شايد در همسايگي منازل مسكوني مستقر شده اند ايجاد نويز و آلودگي صوتي نموده و باعث رنجش اهالي محدوده ايستگاه و طرح شكايت شده است.در اين مقاله ضمن ارائه يك پيشنهاد مبني بر افزايش قطر رگلاتور در راستاي كاهش آلودگي صوتي سعي شده تا با طرح معادلات رياضي و ايجاد يك رابطه منطقي (كه پيشتر در جائي به اين نحو مطرح نشده است) نتايج پيشنهاد اراده شده را مورد ارزيابي و تحليل قرار دهد

اثر لايه هاي كربن اپوكسي روي مقاومت لهيدگي اتصال مفصلي به روش هاي عددي و مقايسه با حل تجربي

در اين تحقيق، تأثير ابعاد شكل هندسي نمونه ساخته شده از لايه هاي مختلف كربن اپوكسي و تحت زواياي مختلف فقط جهت شكست نمونه و تسليم آن در حالت لهيدگي سطح داخلي حفره ايجاد شده، در اتصال مفصلي بررسي مي شود. در تجزيه و تحليل اين مسئله ابعاد نمونه، طبق استاندارد ASTM براي نرم افزار تعريف شده است[1]. در اين تحقيق تحليل عددي با استفاده از نرم افزار Ansys انجام شده است. نمونه هاي طراحي شده بصورت لايه هاي رشته اي تحت لايه هاي در نظر گرفته شده اند در اين نمونه ها، طبق استاندارد ASTM نسبت فاصله لبه نمونه تا مركز حفره ايجاد شده در مفصل با و نسبت عرض يا پهناي نمونه به قطر سوراخ يا حفره با نشان داده شده و نتايج براي اثر نسبت هاي مختلف اين دو پارامتر روي مقاومت تسليم نمونه طي نمودارهايي رسم شده است. ضمنا نشان داده شده است لايه هاي كربن اپوكسي تحت زاويه در مقايسه با جهت از لحاظ مقاومت لهيدگي مقاوم تر است و حدود 12 الي 20 درصد مقاومت لهيدگي بيشتري دارد. همچنين نشان داده شده است كه براي نسبت هاي و بزرگتر از 4 براي هر دو حالت فوق، مقاومت لهيدگي به حد ماكزيمم خود مي رسد. در پايان نتايج بدست آمده از نرم افزار با مقادير بدست آمده از روش آزمايشگاهي با هم مقايسه شده كه تطابق نسبتا خوبي را نشان مي دهد

استفاده از روش پردازش موازي و تكنيك هاي بهينه عددي در تحليل رشد ترك توسط اجزاء محدود توسعه يافته

در اين پژوهش براي اولين بار، برنامه ي تحليل رشد ترك با استفاده از روش اجزاء محدود توسعه يافته به صورت موازي اجرا شده و بهينه ترين حل عددي ممكن براي آن بيان مي گردد. به عنوان مثال، اگر در محيط، ناپيوستگي متغير با زمان وجود داشته باشد، بايد در هر بازه ي زماني با تغيير ناپيوستگي، كل و يا قسمتي از محيط دوباره مش بندي شود. براي غلبه كردن بر اين مشكل، برخي محققان روش اجزاء محدود توسعه يافته را پيشنهاد كرده اند كه در آن مش بندي مدل بدون در نظر گرفتن ناپيوستگي ها انجام مي پذيرد و سپس با كمك گرفتن از برخي توابع، ناپيوستگي ها مدل مي گردد. مزيت عمده در اين فرآيند آن است كه تعداد درجات آزادي محيط ثابت مي ماند و در نتيجه نيازي به حل دستگاهي با معادلات خيلي زيادتر از بين مي رود. در اين تحقيق همچنين با پياده سازي روش هاي مختلف حل تكرار، سعي در يافتن بهترين روش عددي براي حل دستگاه معادلات مربوط به روش اجزاء محدود توسعه يافته شده است. روش هاي زيرفضاي كرايلوف تحولي در روش هاي تكرار حل دستگاه معادلات ايجاد نمودند. براي حل دستگاه معادلات اجزاء محدود توسعه يافته از اين روش ها استفاده شده است. براي سرعت دهي به حل مسائل، حل دستگاه با بهره گيري از پردازش موازي انجام مي گردد

شبيه سازي عددي جريان گاز رقيق درون استوانه چرخان با استفاده ازروش شبيه سازي مستقيم مونت كارلو

در اين مقاله، جريان گاز رقيق درون استوانه چرخان پر سرعت با روش شبيه سازي مستقيم مونت كارلوDSMC مورد مطالعه قرار گرفته است. در اين شبيه سازي از مدل برخورد بين مولكولي VHSو روش برخوردNTCاستفاده شده است. ديواره چرخان سيلندر و دوانتهاي بالايي و پاييني آن، سطوحي با شرط مرزي دما ثابت و به صورت ديواره جامدVacuum) و با انعكاس پخشي در نظرگرفته شده است. خواص ميدان جريان مانند عدد چگالي، دما، سرعت و غيره به دست آمده توسط اين روش با نتايج تحليلي مورد مقايسه قرار گرفته است. اين مقايسه بيانگر همخواني و مطابقت قابل قبولي بين نتايج حاضر و نتايج تحليلي ميباشد. همچنين نحوه تشكيل جريان چرخشي در دو انتهاي بالا و پايين استوانه مورد بررسي قرار گرفته است.