تبليغاتX
اجرای پروژه های صنعتی دانشگاهی با Fluent

معادله انرژي محيط متخلخل (Porous Media Energy Equation)

يكي از اشكالات و كمبودهاي نرم افزار فلوئنت، يكسان در نظر گرفتن دماي فاز جامد و گاز در محيط متخلخل مي باشد. بدين ترتيب تنها يك معادله انرژي براي اين محيط حل مي نمايد، در صورتي كه در مسائلي كه گراديان دما بالا است، فرض همدما بودن فاز جامد و گاز ديگر مناسب نبوده و بايستي با استفاده از UDF، UDS و UDM معادله انرژي فلوئنت را تغيير داد.

دو پروژه در اين زمينه اجرا شده است:

1- شبيه سازي انتقال حرارت در يك كانال متخلخل، با نوشتن دو معادله انرژي بر هر دو فاز

2- شبيه سازي احتراق سوخت جامد (كك)، تجزيه ي سنگ آهك، تبخير آب، تقطير آب و تغييرات تخلخل محيط متخلخل در اثر اينگونه واكنش ها، با استفاده از نرم افزار فلوئنت (براي اين مسئله نيز دو معادله انرژي به همراه ساير معادلات احتراق، تجزيه و تغيير porosity، برنامه UDF نوشته شده است.

+ نوشته شده توسط سعید صادقی لفمجانی در و ساعت |

تحلیل پرواز پروانه حین اوج گیری (Take off)

در این مقاله زوایای مختلفی از بدن پروانه مورد بحث قرار گرفته است. از این قبیل می توان از زاویه پر زدن (Flapping Angle) سخن به میان آورد که همان زاویه تغییر بال در زمان پرواز است. زاویه مورد بحث دیگر زاویه حمله (Pitch Angle) است که زاویه بین راستای سر پروانه با افق است. زاویه بعدی زاویه شکمی (Abdomen Angle) است که زاویه بین شکم و راستای سر است.

در حین اوج گیری، مراحل مختلف بال زدن و تغییر زوایای فوق نقش مهمی را بازی می کنند. بهتر است دو تعریف بال زدن به طرف پایین (Downstroke) و بال زدن به طرف بالا (Upstroke) را نیز مد نظر قرار دهیم. با این تفاسیر به تحلیل پرواز پروانه در حین اوج گیری خواهیم پرداخت:

اوج گیری پروانه را به دو قسمت بال زدن به طرف بالا و بال زدن به طرف پایین تقسیم می کنیم. در بال زدن به طرف بالا، همانطور که در شکل زیر نیز می بینید، زاویه حمله کم شده و زاویه شکمی نیز تا اندازه ای تغییر می کند که حتی به مقادیر منفی نیز می گراید (توجه کنید در 30 میلی ثانیه). این بالا رفتن شکم باعث می شود که بال زدن پروانه به طرف پایین منجر به به وجود آمدن نیروی برا برای بلند شدن از روی سطح شود. تا 50 میلی ثانیه این بال زدن به طرف پایین این عمل را انجام می دهد.

حال به قسمت پایینی تصویر توجه کنید. این مرحله، مرحله بال زدن به طرف بالاست که ایجاد نیروی پیشرانه (Propulsion) می کند. اما همانطور که در تصویر می بینید، زاویه شکمی و زاویه حمله به شدت افزایش می یابد. به طوری که بدن جانور به حالت عمودی قرار می گیرد. این وضعیت جانور به او این امکان را می دهد که با بال زدن به طرف بالا (و یا در اصل، بال زدن به طرف عقب) تولید نیروی پیشرانه کند. بدین صورت است که پروانه با بال زدن به طرف پایین و بالا و تغییر زوایای حمله و شکمی، تولید نیرو های لازم برای بلند شدن و جلو رفتن می کند.

این عکس(عکس زیر) توسط یک سامانه دوربین سه بعدی سرعت بالا در هر 10 میلی ثانیه (Three-dimentional high-speed camera system) گرفته شده است.

نکته حایز اهمیت این است که تولید نیروی برا حین بال زدن به طرف پایین به وسیله تولید جریان های گردابه ای حول بال است که در تصویر زیر این امواج را که به وسیله نرم افزار (Fluent) به دست آمده است می توانید ببینید:

منبع: سایت تبیان

+ نوشته شده توسط سعید صادقی لفمجانی در و ساعت |

مدلسازي اثرات تغيير فشار انژكسيون بر روي آلودگي هاي خروجي موتور با استفاده از شبكه هاي عصبي تكامل يافته (GMDH)

چكيده:

پارامتر فشار انژكسيون در موتورهاي ديزل تاثير بسيار مهمي در كارايي موتور و مسائل زيست محيطي دارد. با افزايش فشار انژكسيون سوخت، اندازه ذرات سوخت ورودي به سيلندر كاهش يافته، در نتيجه اختلاط سوخت و هوا بهتر انجام مي شود، اما چنانچه فشار انژكسيون از حد مشخصي بيشتر گردد، دوره ي تاخير كم شده و امكان اختلاط يكنواخت سوخت و هوا كاهش مي يابد كه نتيجه ي آن كاهش راندمان موتور و افزايش دوده در گازهاي خروجي مي باشد. در اين مطالعه نتايج آزمايش انجام شده بر روي يك موتور توربوشارژ چهار سيلندر چهار زمانه ديزل از نوع انژكسيون غير مستقيم مورد بررسي قرار مي گيرد. در اين راستا از الگوريتم شبكه هاي عصبي نوع (GMDH) جهت بدست آوردن مدل رياضي اثرات دور موتور (N)، درجه باز بودن دريچه ي گاز و فشار انژكسيون بر روي گازهاي خروجي CO2 و NOx و از الگوريتم ژنتيك جهت بهينه سازي ضرايب مدل استفاده مي شود. همانطور كه گفته شد، با افزايش فشار انژكسيون، مقدار گازهاي خروجي CO2 ناشي از احتراق افزايش يافته، در حالي كه مقدار گازهاي سمي NOx با كاهش فشار انژكسيون كاهش مي يابد. در نتيجه از مدلهاي بدست آمده مي توان به عنوان توابع هدف با بكارگيري الگوريتم ژنتيك در بهينه سازي همزمان استفاده نمود.



واژه هاي كليدي:

فشار انژكسيون، موتور ديزل، GMDH، الگوريتم ژنتيك



    اصل مقاله را مي توانيد با استفاده از لينك زير، از سايت سيويليكا دريافت نماييد:


http://www.civilica.com/Paper-ISME15-ISME15_141.html


«مدلسازي با استفاده از الگوریتم شبکه عصبی پذيرفته مي شود (Neural Network Model)»

«پروژه های دانشگاهی و صنعتی خود را به ما بسپارید»

می توانید از طریق پست الکترونیک با ما در تماس باشید...
Email: eng_s_sadeghi@yahoo.com

+ نوشته شده توسط سعید صادقی لفمجانی در و ساعت |

شبيه سازي عددي ناپايداري ريلي - تيلر

خلاصه مقاله:

گسترش و رشد ناپايداري ريلي-تيلر با استفاده از اغتشاش اوليه ثابت در سطح تماس دو سيال ، مورد بررسي قرار گرفته است . حل عددي دو بعدي غير قابل تراكم نوير – استوكس (با فرمول نويسي VOF) بر روي دامنه حل مستطيلي با اعداد مختلف آتوود با شتاب گرانش 1متر بر ثانيه انجام گرفته است . نتايج مدلسازي 2 بعدي با نتايج آزمايشگاهي مقايسه شده اند. نتايج نشان مي دهد كه با افزايش عدد آتوود، سرعت ميانگين افزايش مي يابد. همچنين با مقايسه سرعت عمودي بر روي محود y كه از محور تقارن دامنه حل مي گذرد، مشاهده شد كه با افزايش مدت زمان ناپايداري، گستره ماكزيمم سرعت عمودي افزايش مي يابد و در زمان 5ثانيه، تقريباً نيمي از طول دامنه مستطيلي را فرا مي گيرد.



كلمات كليدي:

ريلي - تيلر ، ناپايداريهاي هيدروديناميكي ، جريان دوفازي



اصل مقاله را مي توانيد با استفاده از لينك زير، از سايت سيويليكا دريافت نماييد:


http://www.civilica.com/Paper-ASCME06-ASCME06_002.html


«مدلسازي چندفازي پذيرفته مي شود (VOF Model)»

«پروژه های دانشگاهی و صنعتی خود را به ما بسپارید»

می توانید از طریق پست الکترونیک با ما در تماس باشید...
Email: eng_s_sadeghi@yahoo.com

+ نوشته شده توسط سعید صادقی لفمجانی در و ساعت |

User Defined Functions

Introduction

What is a User Defined Function?

A UDF is a routine (programmed by the user) written in C which can be dynamically linked with the solver.

Standard C functions

e.g., trigonometric, exponential, control blocks, do-loops, file i/o, etc.

Pre-Defined Macros

v Allows access to field variable, material property, and cell geometry data.


Why build UDF’s?

Standard interface cannot be programmed to anticipate all needs.

Customization of boundary conditions, source terms, reaction rates, material properties, etc.

Adjust functions (once per iteration)

Execute on Demand functions

Solution Initialization


UDF Basics

UDF’s assigns values (e.g., boundary data, source terms) to individual cells and cell faces in fluid and boundary zones.

In a UDF, zones are referred to as threads.

A looping macro is used to access individual cells belonging to a thread.

e.g., a face-loop macro visits 563 faces on face zone 3 (velocity-inlet).

v Position of each face is available to calculate and assign spatially varying properties.

Thread and variable references are automatically passed to UDF when assigned to boundary in GUI.

Values returned to the solver by UDFs must be in SI units.


Using UDFs in the Solvers

The basic steps for using UDFs in FLUENT are as follows:

STEP 1: Create a file containing the UDF source code

STEP 2: Start the solver and read in your case/data files

STEP 3: Interpret or Compile the UDF

STEP 4: Assign the UDF to the appropriate variable and zone in BC panel.

STEP 5: Set the UDF update frequency in the Iterate panel

STEP 6: Run the calculation


Example: Non-Uniform Inlet Velocity

A non-uniform inlet velocity is to be imposed on the 2D turbine vane shown below. The x-velocity variation is to be specified as:

u(y) = 20 [ 1 - (y/0.0745)2]

y = 0


Example: Source Code

The DEFINE_PROFILE macro allows the function inlet_x_velocity to be defined.

All UDFs begin with a DEFINE_ macro.

inlet_x_velocity will be identifiable in solver GUI.

thread and nv are dynamic references, input to the UDF to identify the zone and variable being defined, respectively.

The macro begin_f_loop loops over all faces, f, on thread.

The F_CENTROID macro assigns cell position vector to x[ ].

The F_PROFILE macro applies the velocity component to face f.


Example: Interpreting the UDF

The UDF is saved as velprof.c

Define --> User Defined --> Functions --> Interpreted

Click Compile

The assembly language code will scroll past window.


Example: Activating the UDF

Access the boundary condition panel.

Switch from constant to the UDF function in the X-Y Velocity


Example: Run the Calculation

Run the calculation as usual

You can change the UDF Profile Update Interval in the Iterate panel (here is it set to 1).


Example: Numerical Solution

This figure shows velocity field through turbine blade passage

And this figure shows the velocity vectors as the inlet. Notice the imposed parabolic profile.


Macros

Macros are predefined (fluent) functions:

Allows definition of UDF functionality and function name (DEFINE_ macro)

Allows access to field variables, cell information, looping capabilities, etc.

Macros are defined in header files.

The udf.h header file must be included in your source code.

#include “udf.h”

The header files must be accessible in your path.

Typically stored in Fluent.Inc/src/ directory.

Other “.h” header files may need to be included.

Depends upon relevant variables and macros needed in your UDF, e.g.,

dpm.h for DPM variable access


Define Macros

Any UDF you write must begin with a DEFINE macro:

14 general purpose macros and 10 DPM-related macros (not listed):

DEFINE_ADJUST(name,domain); general purpose UDF called every iteration

DEFINE_INIT(name,domain); UDF used to initialize field variables

DEFINE_ON_DEMAND(name); defines an ‘execute-on-demand’ function

DEFINE_RW_FILE(name,face,thread,index); customize reads/writes to case/data files

DEFINE_PROFILE(name,thread,index); defines boundary profiles

DEFINE_SOURCE(name,cell,thread,dS,index); defines source terms

DEFINE_HEAT_FLUX(name,face,thread,c0,t0,cid,cir); defines heat flux

DEFINE_PROPERTY(name,cell,thread); defines material properties

DEFINE_DIFFUSIVITY(name,cell,thread,index); defines UDS and species diffusivities

DEFINE_UDS_FLUX(name,face,thread,index); defines UDS flux terms

DEFINE_UDS_UNSTEADY(name,face,thread,index); defines UDS transient terms

DEFINE_SR_RATE(name,face,thread,r,mw,yi,rr); defines surface reaction rates

DEFINE_VR_RATE(name,cell,thread,r,mw,yi,rr,rr_t); defines vol. reaction rates

DEFINE_SCAT_PHASE_FUNC(name,cell,face); defines scattering phase function for DOM


«به زودي تكميل خواهد شد»


«برنامه نويسي UDF پذيرفته مي شود (UDF Programing)»

«پروژه های دانشگاهی و صنعتی خود را به ما بسپارید»

می توانید از طریق پست الکترونیک با ما در تماس باشید...
Email: eng_s_sadeghi@yahoo.com

+ نوشته شده توسط سعید صادقی لفمجانی در و ساعت |
مدلسازي احتراق در فلوئنت

نمای کلی
- کاربردها
- مروری بر قابلیت‌های مدلسازی احتراق
- سینتیک شیمیایی
- مدل‌های احتراق فاز گاز
- مدل‌های فاز گسسته
- مدل‌های آلاینده‌ها
- نگرش‌های شبیه‌سازی احتراق

کاربردها

- محدوده‌ی وسیعی از جریان‌های واکنشی هموژن و غیر همگن
    - کوره‌ها
    - بویلرها
    - هیترهای فرایندی
    - توربین‌های گازی
    - موتورهای راکت


- پیش‌بینی‌های:

    - مشخصات میدان جریان و اختلاط
    - میدان دما
    - غلظت گونه‌ها
    - ذرات معلق و آلوده‌کننده‌ها

جنبه‌های مدل‌سازی احتراق

- معادلات انتقال حاکم
    - جرم
    - مومنتوم (توربولانس)
    - انرژی
    - گونه‌های شیمیایی
- مدل‌های فاز گسسته
    - دینامیک قطره/ذره
    - واکنش غیر همگن
    - آزاد سازی مواد فرار
    - تبخیر
- مدل‌های احتراق
    - پیش‌مخلوط
    - قسمتی پیش‌مخلوط
    - غیر پیش‌مخلوط
- مدل‌های انتقال حرارت تشعشعی
- مدل‌های آلوده‌کننده‌ها

مدل‌های احتراق موجود در فلوئنت

- احتراق فاز گاز
    - فرمولاسیون کلی finite rate (مدل مگنوسن)
    - مدل بقای مقدار PDF (یک و دو کسر مخلوط)
    - مدل آرام flamelet
    - مدل زیمونت
- مدل فاز گسسته
    - پخش ذره‌ی توربولانس
    - ردیابی تصادفی
    - مدل ابر ذره
    - زیر مدل‌های احتراق پودر زغال و اسپری سوخت مایع
- مدل‌های تشعشع: DTRM، P-1، Rosseland and Discrete Ordinates
- مدل‌های توربولانس: k-epsilon، RNG k-omega، RSM، Realizable k-epsilon
- مدل‌های آلوده‌کننده‌ها: NOx به همراه شیمی دوباره سوزی

مدل‌سازی سینتیک شیمیایی در احتراق

- چالش‌انگیز
    - بيشتر فرايندهاي كاربردي احتراق، توربولانس هستند
    - عبارت نرخ، بسيار غير خطي هستند. برهم كنش هاي توربولانس-شيمي، مهم هستند.
    - مكانيزم هاي شيميايي واقعي، ده ها گونه، صدها واكنش و سينتيك سختي دارند (مقياس زماني نابرابري وسيعي).
- رويكردهاي كاربردي
    - مكانيزم هاي شيميايي كاهش يافته
        - مدل احتراق Finite-rate
    - جداسازي شيمي واكنش از جريان توربولانس و اختلاط
        - نظريه هاي كسر مخلوط
            - مدل شيمي تعادلي PDF
        - flamelet آرام
        - متغير با پيشرفت
            - مدل زيمونت

مدل كلي شده ي Finite Rate

- فرايند واكنش شيميايي با استفاده از مكانيزم كلي، توضيح داده شده است.
- معادلات انتقال گونه ها حل مي شوند.
    - اين معادلات، كسر جرمي mj هر گونه را پيش بيني مي كنند.
- جمله ي چشمه ي (توليد يا مصرف) براي گونه هاي j نرخ كلي واكنش حول تمامي k واكنش در مكانيزم مي باشد:
Reaction Rate
   
- Rjk (نرخ توليد/مصرف گونه ي j در واكنش k) محاسبه مي شود كه كوچكترين مقدار نرخ آرنيوس و اختلاط يا نرخ "شكست ادي" مي بشد.
- نرخ اختلاط مرتبط با زمان حضور ادي، k.
    - معني فيزيكي آن است كه واكنش با نرخي كه توربولانس مي تواند گونه ها را مخلوط كند (غير پيش مخلوط) و حرارت (پيش مخلوط) محدود شده است.

تنظيم مدل هاي Finite Rate Chemistry

- نيازمندي ها:
    - ليست گونه ها و خصوصيات آنها
    - ليست واكنش ها و نرخ هاي واكنش
- فلوئنت ورژن 5، اين اطلاعات را در پايگاه داده هاي مواد مخلوط، ارائه مي دهد.
- مكانيزم هاي شيميايي و خصوصيات فيزيكي براي بيشتر سوخت هاي معمول، در اين پايگاه داده، جمع آوري شده است.
- اگه شيمي ديگري داشته باشيد كه در پايگاه وجود نداشته باشد، مي توانيد وارد نماييد:
    - مخلوط جديدي را توليد نماييد.
    - خصوصيات/واكنش هاي مخلوط هاي موجود را تغيير دهيد.

مدل كلي Finite Rate: خلاصه

- مزايا:
    - قابل استفاده در احتراق غير پيش مخلوط، قسمتي پيش مخلوط و پيش مخلوط.
    - ساده و مستقيم
    - به طور وسيعي مورد استفاده قرار گرفته
- معايب:
    - هنگامي كه مقياس زماني اختلاط و سينتيك قابل مقايسه باشند، قابل اطمينان نيست (بايستي Da>>1)
    -  No rigorous accounting for turbulence-chemistry interactions
    - Difficulty in predicting intermediate species and accounting for dissociation effects.
    - Uncertainty in model constants, especially when applied to multiple reactions.

Conserved Scalar (Mixture Fraction) Approach: The PDF Model

- Applies to nonpremixed (diffusion) flames only
- Assumes that reaction is mixing-limited
    - Local chemical equilibrium conditions prevail.
    - Composition and properties in each cell defined by extent of turbulent mixing of fuel and oxidizer streams. 
- Reaction mechanism is not explicitly defined by you.
    - Reacting system treated using chemical equilibrium calculations (prePDF).
- Solves transport equations for mixture fraction and its variance, rather than species transport equations.
- Rigorous accounting of turbulence-chemistry interactions.

Mixture Fraction Definition

- The mixture fraction, f, can be written in terms of elemental mass fractions as:

    where Zk is the elemental mass fraction of some element, k.  Subscripts F and O denote fuel and oxidizer inlet stream values, respectively.
- For simple fuel/oxidizer systems, the mixture fraction represents the fuel mass fraction in a computational cell.
- Mixture fraction is a conserved scalar:
    - Reaction source terms are eliminated from governing transport equations.

Systems That Can be Modeled Using a Single Mixture Fraction
- Fuel/air diffusion flame:
- Diffusion flame with oxygen-enriched inlets:
- System using multiple fuel inlets:

Equilibrium Approximation of System Chemistry

- Chemistry is assumed to be fast enough to achieve equilibrium.
- Intermediate species are included.


PDF Modeling of Turbulence-Chemistry Interaction

- Fluctuating mixture fraction is completely defined by its probability density function (PDF).




- p(V), the PDF, represents fraction of sampling time when variable, V,  takes a value between V and V + ?V.
- p(f) can be used to compute time-averaged values of variables that depend on the mixture fraction, f:
    - Species mole fractions
    - Temperature, density



PDF Model Flexibility

- Nonadiabatic systems:
    - In real problems, with heat loss or gain, local thermo-chemical state must be related to mixture fraction, f, and enthalpy, h.
    - Average quantities now evaluated as a function of mixture fraction, enthalpy (normalized heat loss/gain), and the PDF, p(f).
- Second conserved scalar:
    - With second scalar in FLUENT, you can model:
        - Two fuel streams with different compositions and single oxidizer stream (visa versa)
        - Nonreacting stream in addition to a fuel and an oxidizer
        - Co-firing a gaseous fuel with another gaseous, liquid, or coal fuel
        - Firing single coal with two off-gases (volatiles and char burnout products) tracked separately

Mixture Fraction/PDF Model: Summary

- Advantages:
    - Predicts  formation of intermediate species.
    - Accounts for dissociation effects.
    - Accounts for coupling between turbulence and chemistry.
    - Does not require the solution of a large number of species transport equations
    - Robust and economical
- Disadvantages:
    - System must be near chemical equilibrium locally.
    - Cannot be used for compressible or non-turbulent flows.
    - Not applicable to premixed systems.

«به زودي تكميل خواهد شد»


«پروژه های احتراقي پذيرفته مي شود»

«پروژه های دانشگاهی و صنعتی خود را به ما بسپارید»

می توانید از طریق پست الکترونیک با ما در تماس باشید...

Email: eng_s_sadeghi@yahoo.com

+ نوشته شده توسط سعید صادقی لفمجانی در و ساعت |
بررسی فایل شبکه

اندازه‌ی دامنه محاسباتی، سرشماری حجم، نوع المان‌های شبکه، اطلاعات مربوط به مرزها و به ویژه مرزهای پریودیک، صحت قرارگیری گره‌ها (در مدل‌های متقارن محوری) و بسیاری اطلاعات دیگر در مورد دامنه‌ی محاسباتی تولید شده را می‌توان در نرم‌افزار فلوئنت مورد بررسی قرار داد.

فایل شبکه با استفاده از دستور Check در منوی عمودی Grid مورد بررسی قرار می‌گیرد.

در بعضی مواقع ممکن است تعداد گره‌های هندسی در یک نقطه از مدل بیش از یک عدد باشد، در این صورت، پیغام اخطار (WARNING: node on face thread 2 has multiple shadows) ظاهر می‌شود که با استفاده از دستورات منوی Grid آن را بر طرف نمود.

گزارش آماری شبکه

چند روش برای ارائه‌ی گزارش آماری شبکه پس از فراخوانی آن در نرم‌افزار فلوئنت وجود دارد. در گزارش آماری شبکه، میزان حافظه‌ی اشغال شده توسط مدل آنالیز شونده، اندازه‌ی شبکه و آمارهایی در مورد بخش‌های شبکه و موارد دیگر ارائه می‌شود.

برای بدست آوردن اطلاعاتی همچون سایز شبکه، حافظه اشغال شده و اطلاعات پارتیشن‌های دامنه‌ی محاسباتی، از دستورات منوی Grid --> Info استفاده می‌شود.

تصحیح فایل‌های شبکه

فلوئنت توانایی انتقال، دوران و نیز تغییر اندازه‌ی شبکه‌های خوانده (Read) را دارد. همچنین در این نرم‌افزار میـوان نواحی پیوستگی مختلف را با یکدیگر ترکیب و یا جدا کرد و یا مرزهای پریودیک ایحاد نمود. مرزها را ترکیب کرده، برای کاهش پهنای باند دامنه‌ی محاسباتی، المان‌های شبکه را دوباره مرتب کرد و همچنین با استفاده از راهکارهای هموارسازی و جابجایی (Swapping) شبکه، کیفیت شبکه‌ی فراخوانده شده در فلوئنت را افزایش داد.

لازم است هرگاه که شبکه اصلاح می‌گردد، آن را در فایل قالبی (و همچنین فایل داده ها، در صورت موجود بودن) جدید ذخیره کرد. پیشنهاد می‌گردد که فایل‌های قالبی و داده‌های اصلی بدون تغییر باقی بمانند، چرا که امکان استفاده‌ی مجدد از آن‌ها زیاد است.

تغییر اندازه‌ی شبکه

به طور پيش فرض، واحد طولي ابعاد دامنه‌ی محاسباتي خوانده شده در نرم‌افزار فلوئنت، براساس سيستم SI و متر در نظر گرفته می‌شود.

به عنوان مثال، اگر كانالي كه در نرم‌افزار مدلسازي گمبيت به صورت سانتی‌متر مدل شده باشد، در فلوئنت همان مقادير برابر متر در نظر گرفته مي‌شود! بعبارت ديگر اگر طول كانال 100 سانتي متر باشد در نرم‌افزار فلوئنت 100 متر در نظر گرفته مي‌شود.

بنابراين لازمست كه مدل خوانده شده مجدداً در فلوئنت اندازه‌گذاري شود. بطور كلي اگر مدل محاسباتي براساس واحدهاي مختلف نظير اينچ، فوت، سانتي متر، ميلي‌متر ساخته شده باشد، بايد به واحد متر تبديل شود.

براي انجام اينكار مي‌توان از فهرست واحدهاي موجود در نرم‌افزار فلوئنت يا وارد كردن فاكتورهاي مقياس به طور دستي، استفاده كرد.

نكته ديگر اينكه در فلوئنت، يكي نبودن نسبت‌هاي تغيير اندازه‌ی ابعاد، هيچ مشكلي به وجود نمي‌آورد. به عنوان مثال مي‌توان نسبت تغيير اندازه در جهت X را 2 و در جهت‌هاي Yو Z را به ترتيب برابر 1 و 1/25 نيز وارد كرد.


انتقال شبکه

انتقال شبکه زمانی به کار گرفته می‌شود که در مدل دورانی، محور دوران از مرجع مختصات عبور نکرده یا اینکه در مدل تقارن محوری، محور تقارن دقیقاً بر محور X منطبق نباشد. بايد توجه داشت كه تعريف محور و مركز دوران در مسائل دوراني از اهميت بسيار زيادي برخوردار است. لذا كاربران محترم بايد در تعريف پارامترهاي مربوطه دقت كافي داشته‌ باشند.


یکی کردن نواحی پیوستگی

به زودی تکمیل می‌شود.


«پروژه های دانشگاهی و صنعتی خود را به ما بسپارید»

می توانید از طریق پست الکترونیک با ما در تماس باشید...
Email: eng_s_sadeghi@yahoo.com

+ نوشته شده توسط سعید صادقی لفمجانی در و ساعت |
مقدمه

User Defined Function چيست؟

UDF يك تابع.......


«به زودي اين پست تكميل خواهد شد»


«پروژه های دانشگاهی و صنعتی خود را به ما بسپارید»

می توانید از طریق پست الکترونیک با ما در تماس باشید...
Email: eng_s_sadeghi@yahoo.com

+ نوشته شده توسط سعید صادقی لفمجانی در و ساعت |

*****اجرای پروژه های صنعتی و دانشگاهی*****


پروژه های دانشگاهی و صنعتی شما را با نرم افزار فلوئنت (Fluent) در کلیه رشته های مهندسی انجام می‌دهیم.
زمینه های فعالیت:

  • انتقال حرارت (Heat Transfer)
    • forced convection in a wavy wall channel
  • احتراق (Combustion)
    • Fixed bed combustion
  • دوفازی (Two phase flow, VOF, mixture, eulerian)
    • Fluidized Bed flow
  • محیطهای مختلخل (Porous Media)
    • Packed bed flow
  • و ...


«پروژه های دانشگاهی و صنعتی خود را به ما بسپارید»

می توانید از طریق پست الکترونیک با ما در تماس باشید...
Email: eng_s_sadeghi@yahoo.com

+ نوشته شده توسط سعید صادقی لفمجانی در و ساعت |

Outline

- Applications
- Overview of Combustion Modeling Capabilities
- Chemical Kinetics
- Gas Phase Combustion Models
- Discrete Phase Models
- Pollutant Models
- Combustion Simulation Guidelines

Applications

- Wide range of homogeneous and heterogeneous reacting flows
    - Furnaces
    - Boilers
    - Process heaters
    - Gas turbines
    - Rocket engines


- Predictions of:

    - Flow field and mixing characteristics
    - Temperature field
    - Species concentrations
    - Particulates and pollutants

Aspects of Combustion Modeling

- Governing Transport Equations
    - Mass
    - Momentum (turbulence)
    - Energy
    - Chemical Species
- Dispersed Phase Models
    - Droplet/particle dynamics
    - Heterogeneous reaction
    - Devolatilization
    - Evaporation
- Combustion Models
    - Premixed
    - Partially premixed
    - Nonpremixed
- Radiative Heat Transfer Models
- Pollutant Models

Combustion Models Available in FLUENT

- Gas phase combustion
    - Generalized finite rate formulation (Magnussen model)
    - Conserved scalar PDF model (one and two mixture fractions)
    - Laminar flamelet model (V5)
    - Zimont model (V5)
- Discrete phase model
    - Turbulent particle dispersion
    - Stochastic tracking
    - Particle cloud model (V5)
    - Pulverized coal and oil spray combustion submodels
- Radiation models: DTRM, P-1, Rosseland and Discrete Ordinates (V5)
- Turbulence models: k-?, RNG k-?, RSM, Realizable k-? (V5) and LES (V5)
- Pollutant models:  NOx with reburn chemistry (V5) and soot

Modeling Chemical Kinetics in Combustion

- Challenging
    - Most practical combustion processes are turbulent
    - Rate expressions are highly nonlinear; turbulence-chemistry interactions are important
    - Realistic chemical mechanisms have tens of species, hundreds of reactions and stiff kinetics (widely disparate time scales)
- Practical approaches
    - Reduced chemical mechanisms
        - Finite rate combustion model
    - Decouple reaction chemistry from turbulent flow and mixing
        - Mixture fraction approaches
            - Equilibrium chemistry PDF model
        - Laminar flamelet
        - Progress variable
            - Zimont model

Generalized Finite Rate Model

- Chemical reaction process described using global mechanism.
- Transport equations for species are solved.
    - These equations predict local time-averaged mass fraction, mj , of each species.
- Source term (production or consumption) for species j is net reaction rate over all k reactions in mechanism:
Reaction Rate
   
- Rjk (rate of production/consumption of species j in reaction k) is computed to be the smaller of the Arrhenius rate and the mixing or “eddy breakup” rate.
- Mixing rate related to eddy lifetime, k /?.
    - Physical meaning is that reaction is limited by the rate at which turbulence can mix species (nonpremixed) and heat (premixed).

Setup of Finite Rate Chemistry Models

- Requires:
    - List of species and their properties
    - List of reactions and reaction rates
- FLUENT V5 provides this info in a mixture material database.
- Chemical mechanisms and physical properties for the most common fuels are provided in database.
- If you have different chemistry, you can:
    - Create new mixtures.
    - Modify properties/reactions of existing mixtures.

Generalized Finite Rate Model: Summary

- Advantages:
    - Applicable to nonpremixed, partially premixed, and premixed combustion
    - Simple and intuitive
    - Widely used
- Disadvantages:
    - Unreliable when mixing and kinetic time scales are comparable (requires Da >>1).
    - No rigorous accounting for turbulence-chemistry interactions
    - Difficulty in predicting intermediate species and accounting for dissociation effects.
    - Uncertainty in model constants, especially when applied to multiple reactions.

Conserved Scalar (Mixture Fraction) Approach: The PDF Model

- Applies to nonpremixed (diffusion) flames only
- Assumes that reaction is mixing-limited
    - Local chemical equilibrium conditions prevail.
    - Composition and properties in each cell defined by extent of turbulent mixing of fuel and oxidizer streams. 
- Reaction mechanism is not explicitly defined by you.
    - Reacting system treated using chemical equilibrium calculations (prePDF).
- Solves transport equations for mixture fraction and its variance, rather than species transport equations.
- Rigorous accounting of turbulence-chemistry interactions.

Mixture Fraction Definition

- The mixture fraction, f, can be written in terms of elemental mass fractions as:

    where Zk is the elemental mass fraction of some element, k.  Subscripts F and O denote fuel and oxidizer inlet stream values, respectively.
- For simple fuel/oxidizer systems, the mixture fraction represents the fuel mass fraction in a computational cell.
- Mixture fraction is a conserved scalar:
    - Reaction source terms are eliminated from governing transport equations.

Systems That Can be Modeled Using a Single Mixture Fraction
- Fuel/air diffusion flame:
- Diffusion flame with oxygen-enriched inlets:
- System using multiple fuel inlets:

Equilibrium Approximation of System Chemistry

- Chemistry is assumed to be fast enough to achieve equilibrium.
- Intermediate species are included.


PDF Modeling of Turbulence-Chemistry Interaction

- Fluctuating mixture fraction is completely defined by its probability density function (PDF).




- p(V), the PDF, represents fraction of sampling time when variable, V,  takes a value between V and V + ?V.
- p(f) can be used to compute time-averaged values of variables that depend on the mixture fraction, f:
    - Species mole fractions
    - Temperature, density



PDF Model Flexibility

- Nonadiabatic systems:
    - In real problems, with heat loss or gain, local thermo-chemical state must be related to mixture fraction, f, and enthalpy, h.
    - Average quantities now evaluated as a function of mixture fraction, enthalpy (normalized heat loss/gain), and the PDF, p(f).
- Second conserved scalar:
    - With second scalar in FLUENT, you can model:
        - Two fuel streams with different compositions and single oxidizer stream (visa versa)
        - Nonreacting stream in addition to a fuel and an oxidizer
        - Co-firing a gaseous fuel with another gaseous, liquid, or coal fuel
        - Firing single coal with two off-gases (volatiles and char burnout products) tracked separately

Mixture Fraction/PDF Model: Summary

- Advantages:
    - Predicts  formation of intermediate species.
    - Accounts for dissociation effects.
    - Accounts for coupling between turbulence and chemistry.
    - Does not require the solution of a large number of species transport equations
    - Robust and economical
- Disadvantages:
    - System must be near chemical equilibrium locally.
    - Cannot be used for compressible or non-turbulent flows.
    - Not applicable to premixed systems.



«پروژه های دانشگاهی و صنعتی خود را به ما بسپارید»

می توانید از طریق پست الکترونیک با ما در تماس باشید...

Email: eng_s_sadeghi@yahoo.com

+ نوشته شده توسط سعید صادقی لفمجانی در و ساعت |
سلام دوستان. لینک‌هایی که در پست‌های قبلی گذاشته‌ام کار نمیکنند. از این پس، از این آدرس‌ها نرم افزار فلوئنت را دانلود نمایید.

با تشکر از دوست عزیز، جناب آقای مهدی پوربیرم که این لینک‌ها را ارسال نمودند.

http://www.4shared.com/get/62050928/fbd6c494/AnsysFluent6326_win32part1.html
http://www.4shared.com/get/62050928/fbd6c494/AnsysFluent6326_win32part2.html
http://www.4shared.com/get/62050928/fbd6c494/AnsysFluent6326_win32part3.html

Password: www.eng2all.com/vb


شما میتوانید از طریق استفاده از پست الکترونیک با ما در تماس باشید.

ایمیل : eng_s_sadeghi@yahoo.com
+ نوشته شده توسط سعید صادقی لفمجانی در و ساعت |

شبیه سازی تركيب دو سيال به علت ناپايداري ريلي-تيلر تحت شتاب وابسته به زمان

چکیده مقاله:

نتايج عددي نشان مي‌دهد كه دو سيال در لاية تركيب دوباره به شرايط اوليه بر مي‌گردند اگر جهت شتاب، تغيير ناگهاني در طول دورة پروسه داشته باشد. اگر تغيير جهت زود اتفاق بيافتد، هنگامي كه دامنة اغتشاشات هنوز كوچك هستند، 2 سيال به حالت اوليه‌شان بر مي‌گردند. اما اگر تغيير جهت ديرتر اتفاق بيافتد و ناپايداري وارد مرحلة غيرخطي شود، 2 سيال ديگر نمي‌توانند از يكديگر جدا شوند و هيچگونه سطح مشخصي بين آنها وجود نخواهد داشت.

 كلمات كليدي:

ناپايداري ريلي-تيلر، تركيب سيالات.


 گسترش پدیده ی ترکیب


نتيجه‌گيري

وقتي كه تغيير شتاب اتفاق مي‌افتد، زودتر و تا زمانيكه ناپايداري ريلي-تيلر خطي است، نوسان صفحة تماس منجر به پايداري مي‌گردد و صفحة تماس دو سيال براي مدت زماني طولاني نوسان كرده تا به حالت اولية خود باز گردند. چون پخش مولكولي خيلي ضعيف است، ضخامت لاية تركيب، كاهش مي‌يابد و در نهايت سيال‌ها مي‌توانند به حالت آرام برسند. وقتيكه تغيير جهت شتاب در مرحلة غيرخطي اتفاق بيافتد و صفحة تماس به شكل حباب‌ها و اسپايك‌ها تبديل شود، ناحية تركيب تا اندازه‌اي به حالت اوليه خود بر مي‌گردد، اما با توجه به اينكه پديدة پخش برگشت‌ناپذير است، دو سيال، ديگر به طور كامل از يكديگر جدا نخواهند شد و ديگر يك سطح جدا بين دو سيال وجود نخواهد داشت.


     این مقاله در لینک زیر موجود می‌باشد و می‌توانید از طریق سایت سیویلیکا آنرا خریداری نمایید

http://www.civilica.com/Paper-ASCME06-ASCME06_003.html


«مدلسازي چندفازي پذيرفته مي شود (Mixture Model)»

می توانید از طریق پست الکترونیک با ما در تماس باشید...
Email: eng_s_sadeghi@yahoo.com

+ نوشته شده توسط سعید صادقی لفمجانی در و ساعت |

نرم افزار Fluent یكی از نرم افزارهای صنعتی مشهور می باشد كه دارای قابلیت های فراوانی است. این نرم افزار قابلیت مدلسازی جریانهای دو و سه بعدی را داراست. برای استفاده از این نرم افزار ابتدا توسط یك نرم افزار كمكی مانند Gambit یا Mechanical Desktop هندسه جریان مشخص می گردد و عمل مش بندی نیز صورت می گیرد. نرم افزار Fluent از خروجی نرم افزار Gambit استفاده مینماید.

این نرم افزار قابلیت انجام محاسبات با دقت معمولی و دقت مضاعف را دارد و به عنوان یك اختیار ،كاربر می تواند  هر كدام را انتخاب نماید.

 این نرم افزار بر پایه روش حجم محدود كه یك روش بسیار قوی و مناسب در روش های دینامیک سیالات محاسباتی میباشد ، بنا شده است. قابلیتهای فراوانی نظیر مدلسازی جریانهای دائم و غیر دائم ، جریان لزج و غیر لزج ، احتراق ، جریان مغشوش ، حركت ذرات جامد و قطرات مایع در یك فاز پیوسته و ده ها قابلیت دیگر Fluent را تبدیل به یك نرم افزار بسیار قوی و مشهور نموده است.آزمایشات عملی و محاسبات تئوری ، دو روش اصلی و مشخص برای پیش بینی میزان انتقال حرارت وچگونگی جریان سیال در کاربردهای مختلف صنعتی و تحقیقاتی می باشند. در اندازه گیریهای تجربی به دلیل هزینه های زیاد ترجیح داده می شود که آزمایشها بر روی مدلی با مقیاس کوچکتر از نسخه اصلی انجام پذیرد. حذف پیچیدگیها و ساده سازی آزمایشها , خطای دستگاههای اندازه گیری و بعضی موانع در راه اندازه گیری از جمله مشکلاتی هستند که روشهای عملی با آنها رو به رو هستند و کارآیی این حالتها را در بعضی موارد مورد سوال قرار می دهند. مهمترین امتیاز محاسبات تئوری در مقایسه با آزمایشهای تجربی، هزینه کم آن است. گرچه در بسیاری موارد ترجیح داده می شود با استفاده از روشهای محاسباتی، آنالیز جریان و انتقال حرارت صورت گیرد ولی تایید تحلیلهای عددی نیاز به مقایسه با نتایج آزمایشگاهی و یا نتایج تایید شده دیگری دارد. در میان محققین، انجام پژوهشهای تجربی ارزش بسیاری دارد و اگر بتوان آزمایش مطلوبی انجام داد ، تحلیلهای زیادی را بر محور آنها می توان گسترش داد و اطلاعات فراوانی بدست آورد. در هر صورت با دسترسی به دستگاههای محاسبه گر و رایانه های قوی , امروزه در بسیاری از موارد آنالیز دینامیک سیالات و انتقال حرارت با روشهای عددی انجام میپذیرد. هرچه پدیده مورد بررسی پیچیدگی بیشتری داشته باشد, روشهای عددی اهمیت بیشتری پیدا می کنند.

Fluent Dynamic

        علاوه بر سرعت بیشتر محاسبات عددی , می توان با این روشها اطلاعات کامل با جزئیات بیشتر, از قبیل تغییرات سرعت , فشار , درجه حرارت و غیره را در سراسر حوزه مورد نظر به دست آورد. در مقابل, اغلب اوقات شبیه سازی آزمایشگاهی جهت بدست آوردن این گونه اطلاعات مشکل و مستلزم صرف زمان زیاد بوده و در بعضی شرایط غیر ممکن است. در اکثر مسایل مربوط به مکانیک سیالات , به دلیل پیچیدگی معادلات مربوطه ، استفاده از حل تحلیلی امکان پذیر نمی باشد. در این تحقیق نیز به کمک نرم افزار و با استفاده از مدلسازی، به بررسی یک پدیده فیزیکی اقدام کرده ایم. جهت انجام این تحقیق نیاز است تا معادلات دیفرانسیل پاره ایی را حل کنیم که این عمل تنها با استفاده از روشهای عددی امکان پذیر است. حل عددی این معادلات از طریق دانش مکانیک سیالات محاسباتی صورت می گیرد. در این تحقیق حل این معادلات به کمک نرم افزار Fluent ، انجام می شود که در ادامه به شرح قسمتی از کارایی های این نرم افزار می پردازیم.

        فلوئنت یک نرم افزار کامپیوتری چند منظوره برای مدلسازی جریان سیال، انتقال حرارت و واکنش شیمیایی در هندسه نوشته شده است. با توجه به محیط مناسب نرم افزار جهت تعریف مساله و شرایط های پیچیده، تعریف شرایط مرزی گوناگون و حل مسایل پیچیده شامل تاثیر پدیده های مختلف به کمک این نرم افزار قابل حل می باشد.

 فلوئنت برای آنالیز و حل مسایل طراحی خاص ، روشهای شبیه سازی کامپیوتری متفاوتی را بکار میبرد. برای راحتی کار، تعریف مساله ، محاسبه و دیدن نتایج ، منوهای مختلفی درنظر گرفته شده است. وقتی نیاز باشد، Fluent می تواند مدل مورد نظر را از دیگر برنامه های (نرم افزارهای) تولید مدل که با آنها سازگاری دارد وارد کند.این نرم افزار امکان تغییر شبکه به صورت کامل و تحلیل جریان با شبکه های بی سازمان برای هندسه های پیچیده را فراهم میسازد. نوع شبکه های قابل تولید و دریافت توسط این گروه نرم افزاری شامل شبکه هایی با المانهای مثلثی و چهار ضلعی (برای هندسه های دو بعدی ) و چهار وجهی ، شش وجهی ، هرمی یا گوه ای(برای هندسه های سه بعدی) می باشد.

Fluent Car Modeling

        همچنین Fluent به کاربر اجازه دستکاری شبکه(مثلا ریزکردن یا درشت کردن شبکه در مرز و مکانهای لازم در هندسه) را میدهد.این بهینه سازی برای حل شبکه ، قابلیتی در اختیار کاربر قرار میدهدکه نتایج را در نواحی که دارای گرادیانهای بزرگ (مثل لایه مرزی و...) باشند، دقیقتر سازد. این قابلیتها مدت زمانی را که برای تولید یک شبکه خوب مورد نیاز است را در مقایسه با حل در شبکه های با سازمان به صورت قابل ملاحظه ای کاهش میدهد.

 این نرم افزار با زبان برنامه نویسی C  نوشته شده است و از تمامی توان و قابلیت انعطاف این زبان بهره میبرد. نتیجتا این نرم افزار با استفاده از حافظه دینامیک ، ساختار مناسب داده ها و اطلاعات و کنترل انعطاف پذیر ، محاسبات را ممکن می سازد.

در نهایت برای مدلسازی مسائل خاص می‌توان از UDS، UDF و  UDM استفاده نمود

UDS به معنی User Defined Scalar می‌باشد که با استفاده از آن می‌توان معادله انتقال (Transport Equation) تعریف نمود که این معادلات در کنار معادلات اصلی فلوئنت همچون جریان (Flow)، توربولانت (Turbulant)، انتقال حرارت (Heat Transfer) و سایر معادلات حل خواهد شد.

UDM به معنی User Defined Memory می‌باشد که همانطور که از نام آن پیداست، برای تعریف حافظه استفاده می‌شود. در صورتی که از این حافظه ها استفاده شود، در منوهای Post Processing این حافظه‌ها هم به لیست اضافه شده و کانتور (Contour) مربوط نمایش داده می‌شود.

UDF نیز زبان برنامه نویسی فلوئنت می‌باشد. برای نوشتن UDF بایستی از توابع تعریف شده در این نرم افزار استفاده نمود. تعدادی از این توابع و ماکروها در زیر آمده است:

DEFINE_SOURCE, DEFINE_ADJUST, DEFINE_PROFILE, DEFINE_PROPERTY,....

Domain *d, Thread *t, cell_t, face_t, begin_c_loop(c,t), C_T, C_U,....

 

    « پروژه های دانشگاهی و صنعتی خود را به ما بسپارید.»

شما میتوانید از طریق استفاده از پست الکترونیک با ما در تماس باشید.
ایمیل : eng_s_sadeghi@yahoo.com

+ نوشته شده توسط سعید صادقی لفمجانی در و ساعت |

در شانزدهمین کنفرانس بین المللی مکانیک (کرمان-اردیبهشت ۸۷)، مقاله ای تحت عنوان زیر ارائه شده است.

بررسی اثر مشخصات هندسی و پارامترهای جریان در یک کانل موج دار بر انتقال حرارت

چکیده مقاله:

انتقال حرارت در جریان داخلی در یک کانال همگرا-واگرا با دیواره‌منحنی شکل، با استفاده از روش عددی مورد بررسی قرار گرفته است. آثار مشخصات هندسی موج سینوسی در کانال موجدار، همچون طول موج، دامنه موج و پارامترهای جریان همچون عدد رینولدز و عدد پرانتل جریان ورودی، بر روی عدد ناسلت و ضریب اصطکاک بررسی شده است. نتایج نشان می‌‌دهد که عدد ناسلت و ضریب اصطکاک با افزایش نسبت دامنه-طول موج کوچک، قابل ملاحظه نیست. همچنین انتظار می‌رود که با افزایش نسبت دامنه-طول موج نفوذ حرارت به داخل جریان افزایش یابد. چنانچه سیال داخل کانال هوا باشد، با افزایش عدد رینولدز جریان، نسبت انتقال حرارت به افت اصطکاکی افزایش می‌یابد. اما اگر سیال داخل کانال آب باشد، با افزایش عدد رینولدز جریان، فقط هنگامی که نسبت دامنه-طول موج، ۱/۰ باشد، نسبت انتقال حرارت به افت اصطکاکی افزایش می‌یابد و به ازای نسبت‌های دامنه-طول موج ۲/۰ و ۳/۰، با افزایش عدد رینولدز، نسبت انتقال حرارت به افت اصطکاکی کاهش می‌یابد.

کلمات کلیدی:

انتقال حرارت جابجایی اجباری - جریان آرام - کانال موجدار

مدل فیزیکی، محورهای مختصات و مدل مش بندی شده

 

مدل شبکه‌بندی شده

مدل شبکه‌بندی شده

 

تغییرات NUx بر حسب x (طول مجرا) روی سطح موج‌دار کانال

 

نمودار تغییرات ReCf بر حسب x

 

الگوی جریان

 

نمودار تغییرات انتقال حرارت کلی برحسب اختلاف فازهای مختلف بین دو سطح بالایی و پایینی در رینولدز 300 و نسبت دامنه به طول موج 1/0

 

نمودار تغییرات انتقال حرارت کلی برحسب اختلاف فازهای مختلف بین دو سطح بالایی و پایینی در رینولدز 500 و نسبت دامنه به طول موج 1/0

 

نمودار تغییرات انتقال حرارت کلی برحسب اختلاف فازهای مختلف بین دو سطح بالایی و پایینی در رینولدز 700 و نسبت دامنه به طول موج 1/0

 

نمودار تغییرات عدد بی‌بعد C نسبت به عدد رینولدز در نسبت دامنه به طول موج 1/0 در دمای سطح 500K

 

نمودار تغییرات عدد بی‌بعد C نسبت به عدد رینولدز در نسبت دامنه به طول موج 2/0 در دمای سطح 500K

 

نمودار تغییرات عدد بی‌بعد C نسبت به عدد رینولدز در نسبت دامنه به طول موج 3/0 در دمای سطح 500K

 

نتیجه‌گیری

انتقال حرارت جابجایی برای جریان داخل کانال موجدار به صورت عددی بررسی شد. نتایج نشان داد که جریان داخل کانال موج‌دار داری الگوی بسیار پیچیده‌ای می‌باشد. منحنی‌های هارمونیک ضریب اصطکاک سطحی محلی و عدد ناسلت محلی در نسبت‌های دامنه به طول موج‌های کوچک و با اعداد رینولدز پایین دارای فرکانس یکسانی نسبت به سطح موج‌دار می‌باشند. بزرگترین ناحیه‌ی جریان برگشتی در اعداد رینولدز بالا اتفاق می‌افتد و سبب می‌شود که منحنی‌های هارمونیک ضریب اصطکاک موضعی و عدد ناسلت نسبت به سطح موجدار در نواحی واگرایی نسبت به نواحی همگرایی هر موج متفاوت باشد. در ناحیه‌ی واگرایی، نقاط ماکزیمم ضریب اصطکاک سطحی و عدد ناسلت در نزدیکی نقاط ماکزیمم سطح موج‌دار اتفاق می‌افتد و مستقل از نسبت دامنه به طول موج و عدد رینولدز است. مقادیر مینیمم ضریب اصطکاک و عدد ناسلت در فاصله‌ی کمی از ناحیه‌ی ماکزیمم هر موج در پایین دست و بالا دست آن قرار دارد. اگرچه این فاصله یعنی فاصله از نواحی ماکزیمم سطح موج‌دار با افزایش نسبت دامنه به طول موج افزایش می‌یابد، عدد ناسلت محلی در ناحیه‌ی همگرایی کانال موج‌دار افزایش یافته و یک تغییر کوچک در ناحیه‌ی واگرایی سطح را نشان می‌دهد. در کانال موج‌دار با نسبت دامنه موج به طول موج ۱/۰، به ازای رینولدزهای ۵۰۰ و ۷۰۰ بیشترین نرخ انتقال حرارت در اختلاف فاز ۹۰ درجه بین سطح بالا و پایین، مشاهده می‌شود. کانال‌های موج‌داری که دارای نسبت دامنه به طول مجو بزرگ هستند، ابزار مناسبی برای انتقال حرارت موثرتر می‌باشند. مخصوصاً در اعداد رینولدز بالا. به ازای نسبت دامنه به طول موج ۱/۰، در هر دو عدد پرانتل با افزایش رینولدز، عدد C افزایش می‌یابد. اما هنگامی که نسبت دامنه به طول موج به ۲/۰ و ۳/۰ افزایش می‌یابد، وقتی عدد پرانتل برابر ۷۴۴/۰ باشد، با افزایش عدد رینولدز، مقدار عدد C افزایش می‌یابد، اما وقتی عدد پرانتل برابر 99/6 باشد، افزایش عدد رینولدز مقدار عدد C کاهش می‌یابد و این کاهش بسیار پرشیب می‌باشد. به ازای هر ۳ نسبت دامنه به طول موج در هر دو عدد پرانتل با افزایش عدد رینولدز عدد C افزایش می‌یابد. با بکار بردن سطح موج‌دار با نسبت دامنه به طول موج کم به جای سطح صاف، میانگین ناسلت و میانگین ضریب اصطکاک، هر دو تقریباً به یک میزان افزایش می‌یابد ولی در صورتی که نسبت دامنه به طول موج افزایش یابد و به ۳/۰ برسد، عدد بی‌بعد C که نسبت افزایش انتقال حرارت به افزایش توان مصرفی در اثر اصطکاک می‌باشد، افزایش می‌یابد و در واقع به کار بردن سطح موج‌دار مقرون به صرفه خواهد بود.


این پروژه با استفاده از نرم‌افزار دینامیک سیالات محاسباتی (Computational Fluid Dynamics-CFD) انجام شده و نتایج آن نیز با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده‌اند...

متن کامل این مقاله را می‌توانید از سایت سیویلیکا دریافت نمایید:

http://www.civilica.com/Paper-ISME16- ISME16_235.html


«پروژه های دانشگاهی و صنعتی خود را به ما بسپارید»

می توانید از طریق پست الکترونیک با ما در تماس باشید...
Email: eng_s_sadeghi@yahoo.com

+ نوشته شده توسط سعید صادقی لفمجانی در و ساعت |


نرم افزار فلوئنت (Fluent) یک نرم افزار محاسبات عددی (CFD) با علم به تئوری سیالات است.در واقع ترکیب تئوری علوم سیالات و محاسبات عددی روش Computational Fluid Dynamics در فلوئنت وجود دارد. با معادله مهم دینامیک سیالات بنام معادلات ناویر استوکس بعضا آشنا هستید حل این معادله با در نظر گرفتن یک سری فرضیات و با روش عددی در فلوئنت بکار گرفته شده است.


FLUENT 6.3.26 Download

Program Download Link:

http://rapidshare.com/files/315120606/Fluent_install-ntx86-6.3.26.exe.html

License File Download Link:

http://rapidshare.com/files/315089246/license.dat.html

Help Download Link:

http://rapidshare.com/files/315120608/Fluent_Htm_Doc_install-ntx86-6.3.exe.html



روش حل

فلوئنت بوسیله حل معادلات بقا جرم ، اندازه حرکت ، انرژی و اجزا شیمیایی با استفاده از روش عددی حجم محدود , بر پایه مجزاسازی , این مسایل را مدل سازی میکند. معادلات حاکم برای شبکه منحنی الخط منطبق بر مرز به صورت جبری در آورده شده است. برای اینکه حالتی کلی داشته باشیم ، از یک سیستم جابجا نشده(nonstaggered) برای ذخیره سرعت و فشار استفاده شده است. به عنوان مثال درون یابی از طریق first-order second-order upwind , power-low , و  quick، انجام شده است و یا معادلات با استفاده از الگوریتم SIMPLE و SIMPLEC با تکرار خط به خط ماتریس حل، و روش شبکه چند بلوکی حل می شود.


شرايط مرزي

فلوئنت برای حل مسایل متفاوت امکان تعریف شرایط مرزی گوناگونی را فراهم می آورد که اهم آنها به قرار زیر هستند:

  •  تعریف جریان ورودی از طریق سرعت
  • تعریف جریان ورودی/خروجی از طریق اختلاف فشار، تعریف از طریق برون یابی و یا شرایط خروجی جریان توسعه یافته
  • دیوارهای ثابت و یا متحرک/چرخان
  • دیوارهایی که جریان بر روی آن می لغزد یا نمی لغزد
  • دیوارهای هم دما یا با شار حرارتی مشخص یا شرایط انتقال حرارت جابجایی
  • جامد هادی
  • مرزهاي متناوب (Periodic)
  • مرزهاي متقارن (Symmetry)
  • مرزهاي تكراري (Cyclic)

تحلیل مدل توسط فلوئنت دو قسمت دارد. یکی مدلسازی هندسی و تولید شبکه توسط نرم افزارهای پیش پردازشگر سازگار با آن از قبیل: PreBFC Geomesh, Gambit, و غیره و دیگری پردازشگر اصلی فلوئنت که ساختار اصلی برنامه است. بعد از تولید مدل هندسی و شبکه حل ، فلوئنت این امکان را میدهدکه مدل فیزیکی  ، خواص مواد و سیال و شرایط مرزی را برای مساله تعریف کرده و نهایتا اقدام به حل نمود و سپس توسط امکانات گرافیکی نتایج را مشاهده و یا اینکه مدل را در فایل کیس (cas) و نتایج رادر فایل اطلاعات (dat) ذخیره نمود.


User Defined Function

در مواردی که لازم است مقادیر به صورت تابعی از مکان یا زمان بیان شود ، مانند شرایط مرزی ، خواص مواد و ... نرم افزار امکاناتی را فراهم کرده است تا بتوان با نوشتن توابع مربوطه ، آنها را در محل مورد نظر مورد استفاده قرار داد. زبان برنامه نویسی جهت نوشتن توابع زبانی مخصوص به خود نرم افزار است که باید با یک شیوه خاص و به کمک توابع مربوطه نوشته شود. این امکانات با نام تابع تعریف شده بوسیله استفاده کننده یا UDF ( User Define Function ) در نرم افزار موجود می باشد.

معادلات حاكم

حل عددی انتقال حرارت جریان سیال و سایر فرایندهای مربوط به آنها وقتی می تواند انجام گیرد كه  قوانین حاكم بر این فرایند ها به زبان ریاضی ، معمولا بر حسب معادلات دیفرانسیل ، بیان شده باشند .معادله دیفرانسیل خاصی كه با آنها مواجهه هستیم ، بیان كننده  یك اصل بقائ معین می باشند. هر معادله یك كمیت فیزیكی را به عنوان متغییر وابسته خود به كار برده و یك موازنه بین عوامل مختلف اثر كننده بر متغییر مذكور را بیان میكند. متغییر های وابسته این معادلات دیفرانسیلی معمولا خواص مخصوص هستند ، یعنی كمیتهایی كه بر مبنای واحد جرم تعریف می شوند. خواصی مانند كسر جرمی ، سرعت و آنتالپی مخصوص.در یك معادله دیفرانسیل از این نوع ، هر جمله تغییرات را بر اساس واحد حجم نشان می دهد.

طبقه بندي رفتار جريان سيال

قبل از بدست آوردن معادلات حاكم بر مساله مورد نظر ، توضیحات مختصری پیرامون دسته بندی معادلات دیفرانسیل حاكم بر جریانهای سیال ارائه می گردد.

ابتدا دو گروه اصلی از رفتارهای فیزیكی سیال را جدا می نماییم:

- مسائل تعادل

- مسائل نفوذ

مدلسازي كاويتاسيون در فلوئنت

     کاویتاسیون، تشکیل حباب های بخار در پمپ می باشد و متعاقب آن ترکیدن و متلاشی شدن آنها می باشد.کاویتاسیون زمانی اتفاق می افتد که فشار مطلق در مایع، پایین تر از فشار بخار آن باشد.

اما مشکل از آنجا ناشی می شود که طی این فرآیند یک لایه از سطح آن جسم هم کنده می شود که به مرور زمان باعث تخریب وسیله می گردد.

اما در مورد مدلسازی کاویتاسیون در فلوئنت:

۱- باید جریان را بصورت چندفازی تعریف کنید

۲- مشخصات تداخل بین فازی مثل فشار تبخیر-ضریب تنش سطح-سهم جرم گازی تبخی نشدنی و ... را وارد کنید

۳- در قسمت مواد نیز بخار آب یا بخار مایع مورد نظر را بهمراه مشخصاتش تعریف کنید.

این هم نمونه کاویتاسیون در پمپ

«پروژه های دانشگاهی و صنعتی خود را به ما بسپارید»

می توانید از طریق پست الکترونیک با ما در تماس باشید...
Email: eng_s_sadeghi@yahoo.com

+ نوشته شده توسط سعید صادقی لفمجانی در و ساعت |


Powered By
BLOGFA.COM