پایان نامه مدل سازی جریان تراکم پذیر و پایا حول سیلندر دایروی در رینولدز های بین ۱۰۰ تا ۵۰۰ ومحاسبه ضریب درگ، مهندسی مکانیک
عنوان: پایان نامه مدل سازی جریان تراکم پذیر و پایا حول سیلندر دایروی در رینولدز های بین ۱۰۰ تا ۵۰۰ ومحاسبه ضریب درگ، مهندسی مکانیک
رشته: پروژه پایانی دوره کارشناسی،مهندسی مکانیک گرایش حرارت و سیالات
فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحه: ۱۱۲
بهمرا فایل پاورپوینت جهت ارائه پایان نامه
چکیده:
امروزه روشهای مختلف دینامیک سیالات محاسباتی به ابزاری قدرتمند برای شبیه‌سازی انواع جریانهای داخلی و خارجی تبدیل شده است. برای اثبات این موضوع همین بس که دینامیک سیالات عددی از مهندسی هوافضا تا پلیمر و بیومکانیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. گستردگی کاربرد و هزینه‌های تمام شده بسار کمتر نسبت به بکارگیری تجهیزات آزمایشگاهی از مهمترین خصوصیات استفاده از CFD بشمار می‌رود. طی سالهای اخیر در کشور ما نیز بسیاری از استادان، دانشجویان و مهندسان دانشگاه‌ها و صنایع مختلف سعی در بهره‌گیری عملی از CFD برای حل مسائل مختلف تحقیقاتی و صنعتی، داشته و دارند.
این پروژه به منظور کمک در استفاده صحیح از نرم‌افزارهای کاربردی در CFD، وهمچنین شبیه‌سازیی یک جریان تراکم پذیرحول یک سیلندر دایروی نگارش یافته است. نرم‌افزارهای کاربردی مختلف که در زمینه CFD، وجود دارند و ویژگیها و توانائیهای آنها ارائه شده است. علاوه بر این، در بین این نرم‌افزارها، چگونگی استفاده صحیح از نرم‌افزارهای مدلسازی و شبکه‌بندی GAMBIT و محاسباتی FLUENT تشریح شده است.
در پایان، نتایج بدست آمده از این مدلسازی شامل ضرایب درگ در رینولدز های ۱۰۰ تا ۵۰۰ میباشد.همچنین نمودار سرعت وفشار استاتیکی ونمودار بردار سرعت می باشد.
فهرست مطالب
عنوان
مقدمه
فصل اول دینامیک سیالات
۱-۱ دینامیک سیالات عددی چیست؟
۱-۱-۱ مراحل آنالیز جریان به کمک دینامیک سیالات عددی
۱-۱-۱-۱ پیش پردازش
۱-۱-۱-۲ حل عددی میدان جریان
۱-۱-۱-۳ پس پردازش نتایج
۱-۱-۲ نکات مهم در شبیه سازی عددی جریان
۱-۲ ویژگیهای روشهای دینامیک سیالات عددی
۱-۲-۱ چگونگی شبیه سازی عددی جریان
۱-۲-۲ مشکلات عمده
۱-۲-۳ خطاها
۱-۳ مزایا و معایب دینامیک سیالات عددی
۱-۳-۱ مزایا
۱-۳-۲ معایب استفاده از دینامیک سیالات عددی
فصل دوم کلیات نرم‌افزار GAMBIT
۲-۱ فرمتهای قرادادی
۳-۱-۱ فرمتهای گرافیکی
۳-۱-۱-۱ المانهای کنترل
۲-۲ فونتهای قرار دادی
۲-۳ فرمانهای راه اندازی گمبیت
فصل سوم انواع شرایط مرزی
۳-۱ کلیات تعریف شرایط مرزی در فلوئنت
۳-۲ چگونگی استفاده از شرایط مرزی
۳-۲-۱ تعیین پارامترهای آشفتگی
۳-۳ شرط مرزی فشار ورودی
۳-۳-۱ ورودیها در شرط مرزی فشار ورودی
۳-۳-۱-۱ چگونگی تعریف فشارو دمای سکون در مرز فشار ورودی
۳-۳-۱-۲ تعیین جهت جریان
۳-۳-۱-۳ تعیین فشار استاتیک
۳-۳-۱-۴ تعیین سرعت
۳-۴ فرآیند محاسبات در شرط مرزی سرعت ورودی
۳-۵ شرط مرزی دبی جرمی ورودی
۳-۵-۱ ورودیها در شرط مرزی دبی جرمی ورودی
۳-۶ چگونگی محاسبه انتقال حرارت در مرزهای دیواره
۳-۶-۱ شرط مرزی انتقال حرارت جابجایی
۳-۶-۲ شرط مرزی تابش خارجی
۳-۶-۳ شرط مرزی ترکیب انتقال حرارت تابشی و جابجایی خارجی
۳-۶-۴ محاسبه ضریب انتقال حرارت سیال-جامد
۳-۷ شرایط مرزی تقارن محوری
۳-۸ شرایط سیال
۳-۸-۱ ورودی های نواحی پیوستگی سیال
۳-۸-۱-۱ تعریف نوع سیال
۳-۸-۱-۲ تعریف یک ناحیه آرام
۳-۸-۱-۳ تعریف محور دوران
۳-۸-۱-۴ تعریف حرکت ناحیه سیال
۳-۹ شرایط جامد
۳-۹-۱ ورودیهای نواحی پیوستگی جامد
۳-۹-۱-۱ تعریف نوع جامد
۳-۹-۱-۲ تعریف محور دوران
۳-۹-۱-۳ تعریف حرکت ناحیه جامد
۳-۱۰ شرایط ناحیه متخلخل
۳-۱۰-۱ محدودیتهای مدل ناحیه متخلخل
۳-۱۰-۱-۱ معادلات ممنتم برای ناحیه متخلخل
۳-۱۰-۱-۲ تعریف نوع سیال عبوری از ناحیه متخلخل
۳-۱۰-۱-۳ تعریف ضرائب مقاومت چسبندگی و اینرسیایی
۳-۱۰-۱-۴ تعریف جهت بردارها
۳-۱۰-۱-۵ تعیین مقاومتهای چسبندگی و اینرسیایی
۳-۱۰-۱-۶ تعریف انتقال حرارت
۳-۱۰-۱-۷ تعریف چشمه‌ها
۳-۱۰-۲ استراتژی حل برای برای نواحی متخلخل
۳-۱۱ شرط مرزی فن
۳-۱۱-۱ معادلات فن
۳-۱۱-۱-۱ مدل سازی افزایش فشار در داخل فن
۳-۱۱-۱-۲ محاسبه ضریب انتقال حرارت
۳-۱۲ ورودیهای شرط مرزی رادیاتور
۳-۱۲-۱ تعیین ناحیه رادیاتور
۳-۱۲-۲ تعیین افت فشار
۳-۱۳ شرط مرزی پرش متخلخل
۳-۱۳-۱ ورودیهای شرط مرزی پرش متخلخل
۳-۱۴ مدل مبدل حرارتی
فصل چهارم مدل سازی جریان حول سیلندر دایروی در رینولدزهای ۱۰۰ تا ۵۰۰ومحاسبه ضریب درگ: Gambit&Fluent
۴-۱ مدل سازی جریان حول سیلندر دایروی در رینولدزهای ۱۰۰ تا ۵۰۰ومحاسبه ضریب درگ: Gambit&Fluent
۴-۲ تولید شبکه:
۴-۳ تعیین شرایط مرزی:
۴-۴ برپایی و حل:
۴-۴-۱ مرحله شبکه
۴-۴-۲ مرحله مدل ها
۴-۴-۳ مرحله انرژی
۴-۴-۴ مرحله انتخاب مواد
۴-۴-۵ مرحله تعیین فشار کاری
۴-۴-۶ مرحله تعیین شرایط مرزی
۴-۴-۷ مرحله حل
۴-۴-۸ مرحله نمایش ضریب درگ در حین تکرار
۴-۴-۹ مرحله نهم
۴-۴-۱۰ مرحله فایل Case را ذخیره کنید.
۴-۴-۱۱ مرحله برای نمایش بردار سرعت
۴-۴-۱۲ مرحله میدان فشار را نمایش دهید:
۴-۴-۱۳ مرحله گرافت توزیع سرعت
نتیجه گیری:
منابع :
فهرست جداول
عنوان
جدول ۲-۱ خلاصه‌ای از المانهای کنترل موجود در نرم‌افزار گمبیت.
جدول ۲-۲ فونتهای قرار دادی گمبیت.
جدول ۳-۱ دسته‌بندی انواع شرایط مرزی در فلوئنت.
جدول ۳-۲ مشخصات تجربی رادیاتور.
جدول ۳-۳ مقادیر ضریب افت براساس سرعت هوا.
جدول ۳-۴ تغییرات ضریب انتقال حرارت نسبت سرعت هوا.
جدول ۴-۱ مختصات
جدول ۴-۲ مراحل ایجاد مش
جدول ۴-۳ تعیین شرایط مرزی
جدول ۴-۴ مراحل تعیین شرایط مرزی
جدول ۴-۵ مراحل تعیین شرایط مرزی
جدول ۴-۶ مراحل مسئله
فهرست اشکال
عنوان
شکل ۳-۱ پانل Boundary Conditions
شکل ۳-۲ کادر محاوره‌ای پرسشی برای تغییر نوع شرط مرزی
شکل ۳-۳ پانل شرط مرزی فشار ورودی.
شکل ۳-۴ پانل تعیین فشار مرجع.
شکل ۳-۵ وضعیت و جهت قرارگیری مولفه‌های مختصات سیستم استوانه‌ای در
شکل ۳-۶ پانل تعیین شرط مرزی دبی جرمی ورودی.
شکل ۳-۷ استفاده از شرط مرزی تقارن محوری روی محور تقان یک هندسه متقارن محوری.
شکل ۳-۸ پانل Fluid (تعریف ناحیه سیال).
شکل ۳-۹ پانل Solid (تعریف ناحیه جامد).
شکل ۳-۱۰ تعیین جهت محور و پارامترهای مربوطه برای فیلترهای مخروطی.
شکل ۳-۱۱ تعریف زاویه Cone Half Angle.
شکل ۳-۱۲ تعریف مؤلفه‌های مقاومتهای چسبندگی و اینرسیایی برای نواحی متخلخل.
شکل ۳-۱۳ تعریف ضرائب مربوط به قانون توانی و پارامترهای انتقال حرارت.
شکل ۳-۱۴ پانل شرط مرزی رادیاتور.
شکل ۳-۱۵ پانل Polynomial profile برای تعریف افت فشار.
شکل ۳-۱۶ جریان عبوری از یک کانال دو بعدی مجهز به رادیاتور.
شکل ۳-۱۷ پانل شرط مرزی Porous Jump.
شکل۴-۱ محیط نرم افزار
شکل ۴-۲ رسم نیم دایره
شکل ۴-۳ طریقه رسم نیم دایره
شکل ۴-۴ مراحل رسم نیم دایره بزرگتر
شکل ۴-۵ بعد از ورود مختصات
شکل ۴-۶ رسم نیم دایره سوم
شکل ۴-۷ رسم نیمدایره های متمادی
شکل ۴-۸ شکل بدست آمده بعد از face
شکل ۴-۹ شکل کشیده شده با نرم افزار
شکل ۴-۱۰ ایجاد مش
شکل ۴-۱۱ بعد از ایجاد مش
شکل ۴-۱۲ تعیین شرایط مرزی
شکل ۴-۱۳ مراحیل تعیین شرایط مرزی
شکل ۴-۱۴ شکل کامل Fluent
شکل ۴-۱۵ باز کردن فلوئنت را در حالت
شکل ۴-۱۶ مدل اجرا شده در فلوئنت
شکل ۴-۱۷ بررسی کیفیت شبکه
شکل ۴-۱۸ بررسی سلول ها و گره های شبکه
شکل ۴-۱۹ نمایش شبکه
شکل ۴-۲۰ Display
شکل ۴-۲۱ مدل های حل
شکل ۴-۲۲ انتخاب مدل لزجت
شکل ۴-۲۳ مدل انرژی
شکل ۴-۲۴ انتخاب مواد
شکل ۴-۲۵ تعیین فشار کاری
شکل ۴-۲۶ شرایط مسئله
شکل ۴-۲۷ شرایط مرزی
شکل ۴-۲۸ شرایط مرزی
شکل ۴-۲۹ شرایط مرزی
شکل ۴-۳۰ کنترل کننده های حل
شکل ۴-۳۱ انتخاب مقادیر اولیه
شکل ۴-۳۲ محدوده های حل
شکل ۴-۳۳ تنظیم نمایش ضریب درگ
شکل ۴-۳۴ مقادیر اولیه
شکل ۴-۳۵ کنترل های حل
شکل۴-۳۶ نمایش همگرایی حل
شکل ۴-۳۷ نمودار ضریب درگ
شکل ۴-۳۸ عدد دقیق ضریب درگ
شکل ۴-۳۹ تنظیمات نمایش بردار سرعت
شکل ۴-۴۰ نمایش بردار سرعتRe=100
شکل ۴-۴۱ تنظیمات میدان فشار Re=100
شکل۴-۴۲ نمایش میدان فشار Re=100
شکل ۴-۴۳ تنظیمات گرافت توزیع سرعت
شکل ۴-۴۴ گراف توزیع سرعت Re=100
شکل ۴-۴۵ نمایش همگرایی حل
شکل ۴-۴۶ نمودار ضریب درگ
شکل۴-۴۷ عدد دقیق ضریب درگ
شکل۴-۴۸ نمایش بردار سرعت در Re=300
شکل۴-۴۹ نمایش میدان فشارRe=300
شکل ۴-۵۰ گراف توزیع سرعت Re=300
شکل ۴-۵۱ نمایش همگرایی حل
شکل ۴-۵۲ نمودار ضریب درگ
شکل ۴-۵۳ عدد دقیق ضریب درگRe=500
شکل ۴-۵۴ نمایش بردار سرعت در Re=500
شکل ۴-۵۵ نمایش میدان فشارRe=500
شکل ۴-۵۶ گراف توزیع سرعت Re=500
مقدمه
در انتهای قرن بیستم، توسعه معادلات حاکم بر جریانهای مختلف در دینامیک سیالات به بلوغ نسبی رسید. اما، مشخص شد که هنوز معادلات بیشماری از مسائل طبیعی وجود دارد که حل کردن آن بطور تحلیلی غیر ممکن است. این موضوع باعث پیدایش و توسعه راهکارهای حل نیمه دقیق از یک طرف و شبیه‌سازی عددی (حل عددی) از طرف دیگر شد. تکنیکهای حل نیمه دقیق که بطور گسترده در دینامیک سیالات بکار گرفته می‌شود، در مواردی نظیر روشهای اغتشاشی، تقریب تشابه، روش انتگرالی برای محاسبه لایه مرزی و همچنین روش مشخصه‌ها در جریانهای مافوق صوت غیر لزج کاربرد دارد. در مقابل، تکنیکهای عددی برای حل میدان جریان در رژیمهای مختلف بکار گرفته شد.
امروزه، دینامیک سیالات عددی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. بهمین علت، از همان ابتدای پیدایش تکنیکهای حل عددی، کاربرد آنها در دینامیک سیالات عددی همواره مد نظر قرار داشته است. با توسعه سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای برنامه نویسی، دینامیک سیالات عددی نیز توسعه یافته بطوریکه امروزه بعنوان یکی از مهمترین روشهای شبیه‌سازی عددی مسائل سیالاتی و حرارتی مختلف بشمار می‌رود.
این پایان نامه با آیین نامه نحوه نگارش و تدوین پایان نامه تهیه شده و آماده ارائه میباشد.
دیدگاه ها