|
Title
|
استفاده از روش بولتزمن شبكه اي براي شبيه سازي مشخصات هيدروديناميكي يك استوانه متخلخل با نفوذپذيري متغير در جريان متقاطع
|
|
Type
|
Thesis
|
|
Keywords
|
MRT lattice Boltzmann method, rotating porous cylinder, variable permeability, uniform flow, drag and lift coefficients
|
|
Abstract
|
در اين پژوهش، خصوصيات جريان سيال مربوط به يك استوانه متخلخل چرخان با نفوذپذيري متغير در جريان يكنواخت با استفاده از روش بولتزمن شبكه اي با زمان آرامش چندگانه، شبيه سازي شده است. براي اين منظور، از معادلات حاكم متوسط گيري شده ذاتي و ديدگاه تك دامنه اي استفاده شده است به طوري كه در اين روش نيازي به اعمال شرايط سازگاري در مرز واسط محيط متخلخل-سيال يا محيط متخلخل-محيط متخلخل نيست. در اين پژوهش، با ايده گرفتن از مارپيچ هاي پليمري، نفوذپذيري متغير با مكان به صورت تابعي نمايي از فاصله شعاعي تا مركز استوانه در نظر گرفته شده است. اثرات دو پارامتر مهم شامل عدد دارسي مرجع، كه در اين پژوهش تعريف شده است، و نسبت سرعت بر خطوط جريان، ضريب فشار، ضريب پسا و ضريب برآ در دو حالت نفوذپذيري ثابت و متغير با مكان بررسي شده است. نتايج نشان مي دهد كه تقارن جريان سيال و كانتورهاي ضريب فشار، به واسطه شتاب گيري و ترمز سيال به ترتيب در نواحي فوقاني و تحتاني استوانه متخلخل در حال چرخش در جهت ساعتگرد به هم مي خورد كه باعث ايجاد يك نيروي برآ به نام برآي مگنوس مي شود. براي يك استوانه متخلخل چرخان با نفوذپذيري متغير با مكان سه نوع گردابه شناسايي شد كه شامل گردابه نامتقارن جدا شده، گردابه دربرگيرنده و گردابه محصور است كه اخيراً براي استوانه متخلخل چرخان با نفوذپذيري ثابت نيز گزارش شده است. نتايج نشان مي دهد كه براي عدد دارسي معيار كوچك 〖Da〗_0=10^(-6) ساختار جريان مشابه حالت نفوذپذيري ثابت براي عدد دارسي يكسان است. اما براي مقادير مياني و بزرگ عدد دارسي معيار، به دليل آن كه افزايش نمايي نفوذپذيري در جهت شعاع باعث تغيير بازه عدد دارسي از بازه هاي كوچك و مياني به بازه هاي مياني و بزرگ مي شود، ساختار جريان انحراف قابل توجهي نسبت به حالت نفوذپذيري ثابت پيدا مي كند. اثرات تركيبي نسبت سرعت و عدد دارسي معيار باعث مي شود كه ضريب پسا رفتار پيچيده اي از خود نشان دهد، به طوري كه پرش در ضريب پسا در مقادير مياني عدد دارسي مشاهده مي شود. هم چنين، رفتار تغييرات ضريب پسا بر حسب نسبت سرعت از يك عدد دارسي مياني به بعد كاملاً برعكس مي شود. علاوه بر رفتار پيچيده ضريب پسا، ضريب برآ نيز در مقادير مياني و بزرگ عدد دارسي معيار منفي مي شود و رفتاري به نام ضريب برآي مگنوس معكوس را به نمايش مي گذارد.
|
|
Researchers
|
mohammad rasti (Student) , Gholamreza Imani (Primary advisor) , Rouhollah Fatehi (Advisor)
|