عنوان:  پایان نامه مدل سازی جریان تراکم پذیر و پایا حول سیلندر دایروی در رینولدز های بین 100 تا 500 ومحاسبه ضریب درگ، مهندسي مکانیک

رشته:  پروژه پایانی دوره کارشناسی‌،مهندسی مکانيک گرايش حرارت و سيالات

فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحه: 112

بهمرا فایل پاورپوینت  جهت ارائه پایان نامه

چکیده:
امروزه روشهاي مختلف ديناميك سيالات محاسباتي به ابزاري قدرتمند براي شبيه‌سازي انواع جريانهاي داخلي و خارجي تبديل شده است. براي اثبات اين موضوع همين بس كه ديناميك سيالات عددي از مهندسي هوافضا تا پليمر و بيومكانيك مورد استفاده قرار مي‌گيرد. گستردگي كاربرد و هزينه‌هاي تمام شدة بسار كمتر نسبت به بكارگيري تجهيزات آزمايشگاهي از مهمترين خصوصيات استفاده از CFD بشمار مي‌رود. طي سالهاي اخير در كشور ما نيز بسياري از استادان، دانشجويان و مهندسان دانشگاه‌ها و صنايع مختلف سعي در بهره‌گيري عملي از CFD براي حل مسائل مختلف تحقيقاتي و صنعتي، داشته و دارند.
اين پروژه به منظور كمك در استفادة صحيح از نرم‌افزارهاي كاربردي در CFD، وهمچنین شبيه‌سازيی یک جريان تراکم پذیرحول یک سیلندر دایروی نگارش يافته است. نرم‌افزارهاي كاربردي مختلف كه در زمينه CFD، وجود دارند و ويژگيها و توانائيهاي آنها ارائه شده است. علاوه بر اين، در بين اين نرم‌افزارها، چگونگي استفاده صحيح از نرم‌افزارهاي مدلسازي و شبكه‌بندي GAMBIT و محاسباتي FLUENT تشريح شده است.
در پايان، نتايج بدست آمده از اين مدلسازی شامل ضرایب درگ در رینولدز های 100 تا 500 می‌باشد.همچنین نمودار سرعت وفشار استاتیکی ونمودار بردار سرعت می باشد.

فهرست مطالب
عنوان
مقدمه
فصل اول  ديناميک سيالات
1-1 ديناميک سيالات عددي چيست؟
1-1-1 مراحل آناليز جريان به كمك ديناميک سيالات عددي
1-1-1-1 پيش پردازش
1-1-1-2 حل عددي ميدان جريان
1-1-1-3 پس پردازش نتايج
1-1-2 نكات مهم در شبيه‌ سازي عددي جريان
1-2 ويژگيهاي روشهاي ديناميک سيالات عددي
1-2-1 چگونگي شبيه‌ سازي عددي جريان
1-2-2 مشكلات عمده
1-2-3 خطاها
1-3 مزايا و معايب ديناميک سيالات عددي
1-3-1 مزايا
1-3-2 معايب استفاده از ديناميک سيالات عددي
فصل دوم  كليات نرم‌افزار GAMBIT
2-1 فرمتهاي قرادادي
3-1-1 فرمتهاي گرافيكي
3-1-1-1 المانهاي كنترل
2-2 فونتهاي قرار دادي
2-3 فرمانهاي راه اندازي گمبيت
فصل سوم  انواع شرایط مرزي
3-1 كليات تعريف شرایط مرزي در فلوئنت
3-2 چگونگي استفاده از شرایط مرزي
3-2-1 تعيين پارامترهاي آشفتگي
3-3 شرط مرزي فشار ورودي
3-3-1 وروديها در شرط مرزي فشار ورودي
3-3-1-1 چگونگي تعريف فشارو دماي سكون در مرز فشار ورودي
3-3-1-2 تعيين جهت جريان
3-3-1-3 تعيين فشار استاتيك
3-3-1-4 تعيين سرعت
3-4 فرآيند محاسبات در شرط مرزي سرعت ورودي
3-5 شرط مرزي دبي جرمي ورودي
3-5-1 وروديها در شرط مرزي دبي جرمي ورودي
3-6 چگونگي محاسبه انتقال حرارت در مرزهاي ديواره
3-6-1 شرط مرزي انتقال حرارت جابجايي
3-6-2 شرط مرزي تابش خارجي
3-6-3 شرط مرزي تركيب انتقال حرارت تابشي و جابجايي خارجي
3-6-4 محاسبه ضريب انتقال حرارت سيال-جامد
3-7 شرایط مرزي تقارن محوري
3-8 شرایط سيال
3-8-1 ورودي هاي نواحي پيوستگي سيال
3-8-1-1 تعريف نوع سيال
3-8-1-2 تعريف يك ناحيه آرام
3-8-1-3 تعريف محور دوران
3-8-1-4 تعريف حركت ناحيه سيال
3-9 شرایط جامد
3-9-1 وروديهاي نواحي پيوستگي جامد
3-9-1-1 تعريف نوع جامد
3-9-1-2 تعريف محور دوران
3-9-1-3 تعريف حركت ناحيه جامد
3-10 شرایط ناحيه متخلخل
3-10-1 محدوديتهاي مدل ناحيه متخلخل
3-10-1-1 معادلات ممنتم براي ناحيه متخلخل
3-10-1-2 تعريف نوع سيال عبوري از ناحيه متخلخل
3-10-1-3 تعريف ضرائب مقاومت چسبندگي و اينرسيايي
3-10-1-4 تعريف جهت بردارها
3-10-1-5 تعيين مقاومتهاي چسبندگي و اينرسيايي
3-10-1-6 تعريف انتقال حرارت
3-10-1-7 تعريف چشمه‌ها
3-10-2 استراتژي حل براي براي نواحي متخلخل
3-11 شرط مرزي فن
3-11-1 معادلات فن
3-11-1-1 مدل سازي افزايش فشار در داخل فن
3-11-1-2 محاسبه ضريب انتقال حرارت
3-12 وروديهاي شرط مرزي رادياتور
3-12-1 تعيين ناحيه رادياتور
3-12-2 تعيين افت فشار
3-13 شرط مرزي پرش متخلخل
3-13-1 وروديهاي شرط مرزي پرش متخلخل
3-14 مدل مبدل حرارتي

فصل چهارم    مدل سازی جریان حول سیلندر دایروی در رینولدزهای 100 تا 500ومحاسبه ضریب درگ: Gambit&Fluent
4-1 مدل سازی جریان حول سیلندر دایروی در رینولدزهای 100 تا 500ومحاسبه ضریب درگ: Gambit&Fluent
4-2 تولید شبکه:
4-3 تعیین شرایط مرزی:
4-4 برپایی و حل:
4-4-1 مرحله شبکه
4-4-2 مرحله مدل ها
4-4-3 مرحله انرژی
4-4-4 مرحله انتخاب مواد
4-4-5 مرحله تعیین فشار کاری
4-4-6 مرحله تعیین شرایط مرزی
4-4-7 مرحله حل
4-4-8 مرحله نمایش ضریب درگ در حین تکرار
4-4-9 مرحله نهم
4-4-10 مرحله فایل Case را ذخیره کنید.
4-4-11 مرحله برای نمایش بردار سرعت
4-4-12 مرحله میدان فشار را نمایش دهید:
4-4-13 مرحله گرافت توزیع سرعت
نتیجه گیری:
منابع :

 
فهرست جداول
عنوان
جدول 2-1 خلاصه‌اي از المانهاي كنترل موجود در نرم‌افزار گمبيت.
جدول 2-2 فونتهاي قرار دادي گمبيت.
جدول 3-1 دسته‌بندي انواع شرایط مرزي در فلوئنت.
جدول 3-2 مشخصات تجربي رادياتور.
جدول 3-3 مقادير ضريب افت براساس سرعت هوا.
جدول 3-4 تغييرات ضريب انتقال حرارت نسبت سرعت هوا.
جدول 4-1 مختصات
جدول 4-2 مراحل ايجاد مش
جدول 4-3 تعيين شرايط مرزي
جدول 4-4 مراحل تعيين شرايط مرزي
جدول 4-5 مراحل تعيين شرايط مرزي
جدول 4-6 مراحل مسئله

فهرست اشکال
عنوان
شكل 3-1 پانل Boundary Conditions
شكل 3-2 كادر محاوره‌اي پرسشي براي تغيير نوع شرط مرزي
شكل 3-3 پانل شرط مرزي فشار ورودي.
شكل 3-4 پانل تعيين فشار مرجع.
شكل 3-5 وضعيت و جهت قرارگيري مولفه‌هاي مختصات سيستم استوانه‌اي در
شكل 3-6 پانل تعيين شرط مرزي دبي جرمي ورودي.
شكل 3-7 استفاده از شرط مرزي تقارن محوري روي محور تقان يك هندسه متقارن محوري.
شكل 3-8 پانل Fluid (تعريف ناحيه سيال).
شكل 3-9 پانل Solid (تعريف ناحيه جامد).
شكل 3-10 تعيين جهت محور و پارامترهاي مربوطه براي فيلترهاي مخروطي.
شكل 3-11 تعريف زاويه Cone Half Angle.
شكل 3-12 تعريف مؤلفه‌هاي مقاومتهاي چسبندگي و اينرسيايي براي نواحي متخلخل.
شكل 3-13 تعريف ضرائب مربوط به قانون تواني و پارامترهاي انتقال حرارت.
شكل 3-14 پانل شرط مرزي رادياتور.
شكل 3-15 پانل Polynomial profile براي تعريف افت فشار.
شكل 3-16 جريان عبوري از يك كانال دو بعدي مجهز به رادياتور.
شكل 3-17 پانل شرط مرزي Porous Jump.
شکل4-1 محيط نرم افزار
شکل 4-2 رسم نيم دايره
شکل 4-3 طريقه رسم نيم دايره
شکل 4-4 مراحل رسم نيم دايره بزرگتر
شکل 4-5 بعد از ورود مختصات
شکل 4-6 رسم نيم دايره سوم
شکل 4-7 رسم نيمدايره هاي متمادي
شکل 4-8 شکل بدست آمده بعد از face
شکل 4-9 شکل کشيده شده با نرم افزار
شکل 4-10 ايجاد مش
شکل 4-11 بعد از ايجاد مش
شکل 4-12 تعيين شرايط مرزي
شکل 4-13 مراحيل تعيين شرايط مرزي
شکل 4-14 شکل کامل Fluent
شکل 4-15 باز کردن فلوئنت را در حالت
شکل 4-16 مدل اجرا شده در فلوئنت
شکل 4-17 بررسی کیفیت شبکه
شکل 4-18 بررسی سلول ها و گره های شبکه
شکل 4-19 نمایش شبکه
شکل 4-20 Display
شکل 4-21 مدل های حل
شکل 4-22 انتخاب مدل لزجت
شکل 4-23 مدل انرژی
شکل 4-24 انتخاب مواد
شکل 4-25 تعیین فشار کاری
شکل 4-26 شرايط مسئله
شکل 4-27 شرایط مرزی
شکل 4-28 شرایط مرزی
شکل 4-29 شرایط مرزی
شکل 4-30 کنترل کننده های حل
شکل 4-31 انتخاب مقادیر اولیه
شکل 4-32 محدوده های حل
شکل 4-33 تنظیم نمایش ضریب درگ
شکل 4-34 مقادیر اولیه
شکل 4-35 کنترل های حل
شکل4-36 نمایش همگرایی حل
شکل 4-37 نمودار ضریب درگ
شکل 4-38 عدد دقیق ضریب درگ
شکل 4-39 تنظیمات نمایش بردار سرعت
شکل 4-40 نمایش بردار سرعتRe=100
شکل 4-41 تنظیمات میدان فشار Re=100
شکل4-42 نمایش میدان فشار Re=100
شکل 4-43 تنظیمات گرافت توزیع سرعت
شکل 4-44 گراف توزیع سرعت Re=100
شکل 4-45 نمایش همگرایی حل
شکل 4-46 نمودار ضریب درگ
شکل4-47 عدد دقیق ضریب درگ
شکل4-48 نمایش بردار سرعت در Re=300
شکل4-49 نمایش میدان فشارRe=300
شکل 4-50 گراف توزیع سرعت Re=300
شکل 4-51 نمایش همگرایی حل
شکل 4-52 نمودار ضریب درگ
شکل 4-53 عدد دقیق ضریب درگRe=500
شکل 4-54 نمایش بردار سرعت در Re=500
شکل 4-55 نمایش میدان فشارRe=500
شکل 4-56 گراف توزیع سرعت Re=500

مقدمه

در انتهاي قرن بيستم، توسعه معادلات حاکم بر جريانهاي مختلف در ديناميک سيالات به بلوغ نسبي رسيد. اما، مشخص شد كه هنوز معادلات بيشماري از مسائل طبيعي وجود دارد كه حل كردن آن بطور تحليلي غير ممكن است. اين موضوع باعث پيدايش و توسعه راهكارهاي حل نيمه دقيق از يك طرف و شبيه‌سازي عددي (حل عددي) از طرف ديگر شد. تكنيكهاي حل نيمه دقيق كه بطور گسترده در ديناميك سيالات بكار گرفته مي‌شود، در مواردي نظير روشهاي اغتشاشي، تقريب تشابه، روش انتگرالي براي محاسبه لايه مرزي و همچنين روش مشخصه‌ها در جريانهاي مافوق صوت غير لزج كاربرد دارد. در مقابل، تكنيكهاي عددي براي حل ميدان جريان در رژيمهاي مختلف بكار گرفته شد.
امروزه، ديناميك سيالات عددي از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. بهمين علت، از همان ابتداي پيدايش تكنيكهاي حل عددي، كاربرد آنها در ديناميک سيالات عددي همواره مد نظر قرار داشته است. با توسعه سخت‌افزارها و نرم‌افزارهاي برنامه نويسي، ديناميک سيالات عددي نيز توسعه يافته بطوريكه امروزه بعنوان يكي از مهمترين روشهاي شبيه‌سازي عددي مسائل سيالاتي و حرارتي مختلف بشمار مي‌رود.

این پایان نامه با آیین نامه نحوه نگارش و تدوین پایان نامه تهیه شده و آماده ارائه میباشد.