2024-03-28T18:19:36Z
https://mej.aut.ac.ir/?_action=export&rf=summon&issue=72
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2008-6032
1394
47
1
بررسی عملکرد مدلهای مختلف اغتشاشی در تعیین توزیع فشار بر روی سطح یک پره با زاویه چرخش زیاد
رسول
صابری
مانی
فتحعلی
در این تحقیق، عملکرد مدلهای مختلف جریان مغشوش برای شبیه سازی جریان سیال در پره استاتور توربین مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور جریان سیال تراکمناپذیر در پره استاتور یک توربین با چرخش زیاد و رینولدز 105×23/2 به وسیله نرمافزار محاسباتی فلوئنت (Fluent) شبیه سازی عددی شده است. در این شبیه سازی، معادلات ناویر- استوکس با روش حجم محدود روی شبکه محاسباتی ترکیبی (Hybrid) گسسته شده است. مدلهای مختلف اغتشاشی مورد بررسی قرار گرفته عبارتند از مدل تک معادلهای Spalart-Allmaras، مدلهای دو معادلهای Standard k- ε، Realizable k- ε، RNG k- ε و SST k-ω و مدل پنج معادلهای تنش رینولدز (RSM). عملکرد مدلهای مختلف جریان مغشوش با مقایسه ضریب فشار بدست آمده از حلهای عددی با نتایج آزمایشگاهی در 4 ناحیه مختلف پره استاتور انجام شده است. نتایج نشان میدهد که دقت یک مدل اغتشاشی در پیش بینی ضریب فشار در نواحی مختلف پره استاتور یکسان نمیباشد. اگرچه عملکرد مدلهای مختلف در نواحی مختلف جریان متفاوت است، تمامی مدلها در پیش بینی ضریب فشار در نواحی گرادیان بالای سرعت از دقت کمتری برخوردارند. با مقایسه عملکرد مدلها در تمامی نواحی مختلف پره استاتور، بهترین توافق بین جوابهای شبیه سازی و نتایج آزمایشگاهی در دو مدل اغتشاشی SST و RSM مشاهده شد.
توربین گاز
مدلهای اغتشاش
پره با زاویه چرخش زیاد
توزیع فشار سطح پره
2015
08
23
1
12
https://mej.aut.ac.ir/article_459_c2834362c18fb405f1d5cf538d1fb396.pdf
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2008-6032
1394
47
1
معرفی یک الگوریتم بهینه سازی جستجوی هارمونی اصلاح شده برای بررسی روش های معرفی کننده ی هندسه ایرفویل و بهینه سازی آیرودینامیکی
فرهاد
جلیلی
مجید
ملک جعفریان
علی
صفوینژاد
استفاده از یک روش توصیفکنندهی هندسهی ایرفویل یکی از نیازهای اساسی برای بهینهسازی ایرفویلها است. انتخاب این روش نقش بسیار مهمی در بهینهسازی دارد، به طوری که استفاده از روشی نامناسب، نتایج ضعیفی را ارائه داده و همگرایی را به تاخیر خواهد انداخت. از این رو در کار حاضر، اصلاحی بر الگوریتم تکاملی بهینهسازی جستجوی هارمونی انجام شده و با استفاده از آن و یک طراحی بهینهسازی معکوس (با یک تابع هزینه غیر آیرودینامیکی)، سه روش متداول معرفـیکنندهی هندسهی ایرفویل (منحنیهای بزیر، روش پارسس و فرمولهای 4 رقمی ناکا) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان میدهند که منحنیهــای بزیر و روش پارسس دارای کارایی بالایی نسبت به فرمولهای 4 رقمی ناکا هستند. در نهایت روش پارسس به دلیل داشتن پارامتر کنترلی کمتر، به همراه الگوریتم بهینهسازی اصلاح شده، برای بهینهسازی هندسهی یک ایرفویل تحت جریان لزج و درهم، با هدف بیشینه نمودن نسبت برآ به پسا استفاده شده است. برای انجام این مهم، معادلات دو بعدی تراکمپذیر ناویر-استوکس به همراه مدل درهم اسپالارت-آلماراس در اطراف ایرفویل حل گردیدهاند. نتایج به دست آمده نشان از توانایی بالای الگوریتم بهینهسازی اصلاح شده به منظور ارزیابی روشهای توصیفکنندهی هندسه ایرفویل و بهینهسازی آیرودینامیکی دارد.
بهینه سازی آیرودینامیکی
ارزیابی روش های معرفی کننده ی هندسه ی ایرفویل
الگوریتم بهینه سازی جستجوی هارمونی اصلاح شده
نسبت برآ به پسا
معادلات ناویر-استوکس
2015
08
23
13
31
https://mej.aut.ac.ir/article_460_e97c0f67fcbda069fe478303f9f85915.pdf
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2008-6032
1394
47
1
بررسی تجربی کاهش درگ حبابی در حضور جریان محوری در یک سیستم تیلور-کوئت
رضا
مریمی
سعید
فراهت
محمد حسین
شفیعی میام
سید مرتضی
جوادپور
بهبود کاهش دراگ اصطکاکی به دلیل حضور حبابهای کوچک و جریان محوری با استفاده از یک سیستم تیلور کوئت بطور تجربی مورد بررسی قرار میگیرد. هنگامی که عدد رینولدز دورانی از 5000 تا 70000 تغییر میکند، شرایط جریان کاملا آشفته است و گردابههای تیلور بین استوانههای هم مرکز ظاهر میشوند. درحالی که حبابهای هوا و جریان محوری از قسمت پایینی سامانه داخل فضای حلقوی تزریق میشوند، گشتاور اعمالی روی استوانهی داخلی دوار و رفتار حبابها اندازهگیری میشوند. به منظور جلوگیری از خصوصیات سطحی نامشخص و ایجاد توزیعی از حبابهای با اندازهی تقریبا یکسان، از آب مقطر استفاده میشود. قطر حبابها به کمک فرایند پردازش تصویر اندازهگیری میشود. نتایج نشان میدهند که جریان محوری در غیاب حبابها سبب کاهش دراگ اصطکاکی میشود. علاوه براین مشاهده میشود که جریان محوری اثر مثبت حبابها را روی کاهش دراگ بهبود میبخشد. در این حالت کاهش دراگی در حدود 28% بدست آمده است که با افزایش عدد رینولدز دورانی کاهش مییابد.
میکروحباب
تیلور- کوئت
درگ اصطکاکی
جریان آشفته
جریان محوری
2015
08
23
33
45
https://mej.aut.ac.ir/article_461_af1ebb2780d7e9e6e089977782addaa1.pdf
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2008-6032
1394
47
1
پیش بینی جریان هوا، توزیع دما و توزیع رطوبت در یک ساختمان با استفاده از روش ناحیه ای هوا
محمد رضا
قدرتی
عزیز
عظیمی
مهدی
معرفت
طراحی سیستم های تهویه مطبوع برای بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان ها به روشهای سریع و دقیقی نیاز دارد که بتوانند جزئیات هوا در داخل ساختمان را پیش بینی کنند. در این مقاله نشان می دهیم که روش ناحیه ای هوا می تواند کیفیت هوا در محیط های داخلی را با سرعت و دقت مناسب بصورت منطقه ای محاسبه کند. مدل ناحیه ای هوا براساس بالانس جرم و انرژی در حجم های ماکروسکوپی توصیف می شود. این مدل از معادلات بالانس، معادله حالت، معادله افت فشار هیدرواستاتیک و معادله نیرو (که از معادله بالانس اندازه حرکت بدست می آید) در شبکه های درشت استفاده می کند. در این مقاله یک فضای نمونه شامل دو اتاق که توسط یک دریچه افقی با هم ارتباط دارند و بصورت طبیعی و اجباری تهویه می شوند، با استفاده از روش ناحیه ای هوا شبیه سازی شده و نتایج بدست آمده با نتایج حاصل از روش عددی و تجربی با هم مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که برای هندسه های ساده این روش توزیع دما و رطوبت در محیط های داخلی را با دقت قابل قبول در طراحی های مهندسی حتی برای مدت یک سال پیش بینی می کند.
مدل ناحیه ای هوا
شبیه سازی
توزیع دما
رطوبت
دریچه افقی
2015
08
23
47
57
https://mej.aut.ac.ir/article_462_914e17df079b901d58034596b4306cf0.pdf
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2008-6032
1394
47
1
بررسی پارامتری نقش عوامل مؤثر بر آسایش حرارتی و کیفیت هوای استنشاقی در یک اتاق با تهویه لایهای
غلامرضا
مولائی منش
در حال حاضر جدیترین گزینهی پیش رو برای کاهش مصرف انرژیِ سیستمهای تهویه، استفاده از روش تهویه لایهای میباشد. در این روش که تاکنون در برخی کشورهای پیشرفته با موفقیت امتحان شده است، بر تهویهی تنها لایهای از اتاق که سر و سینهی افراد در آن قرار میگیرد، تمرکز میشود. در این پژوهش 17 نمونه اتاق با هندسهی یکسان شامل یک آدامک به همراه برخی تجهیزات اداری که همگی به این روش تهویه میگردند، به صورت عددی مدلسازی شدهاند. با محاسبهی چهار شاخص کمّی ارزیابی برای تمامی نمونهها، طی یک بررسی پارامتری نقش محل دریچهی خروجی، موقعیت استقرار ساکنان و موقعیت منبع آلاینده بر آسایش حرارتی و کیفیت هوای استنشاقی مورد بررسی قرار گرفته است. بدیهی است که نتایج این پژوهش میتواند کمک شایانی به ارتقا طراحی سیستمهای تهویه مطبوع لایهای نماید.
تهویه لایهای
محل دریچهی خروجی
موقعیت استقرار ساکنان
موقعیت منبع آلاینده
2015
08
23
59
67
https://mej.aut.ac.ir/article_463_fd0720c6dfcc74afa424be2444ebcc6c.pdf
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2008-6032
1394
47
1
روش مرز غوطهور– شبکه بولتزمن حرارتی با الگوریتم میانیاب شارپ: انتقال حرارت سیال غیرنیوتنی از سیلندر
امین
امیری دلوئی
محسن
نظری
محمدحسن
کیهانی
در مطالعه حاضر، مساله انتقال حرارت در سیال غیرنیوتنی گذرنده از روی یک سیلندر دایروی با استفاده از روش ترکیبی مرز غوطهور- شبکه بولتزمن حرارتی و طرح اعمال نیروی مستقیم مورد بررسی قرارگرفته است. الگوریتم میانیابی شارپ به منظور تبادل مقادیر دما و سرعت بین گرههای واقع در دامنه سیال و نقاط روی مرز مانع استفاده شده است. به منظور در نظر گرفتن همزمان اثرات گسستگی شبکه و عبارت نیرویی (یا حرارتی) ناشی از وجود مرز داغ، روش اعمال نیروی چندگانه برای سیالات غیرنیوتنی توانی توسعه داده شده است. یک روش ساده برای محاسبه عدد ناسلت بر مبنای پارامترهای محاسبه شده در روش مرز غوطهور شارپ استخراج گردیده است. انتقال حرارت در رژیمهای مختلف جریان شامل جریانهای پایا و ناپایا در محدوده وسیعی از اعداد رینولدز (80> Re >20) و شاخصهای مدل سیال غیرنیوتنی توانی (4/1> n > 6/0) بررسی شده است. مشخص گردید که با افزایش خواص رقیق برشی و ضخیم برشی در سیالات به ترتیب افزایش و کاهش نرخ انتقال حرارت از مرز غوطهور را شاهد خواهیم بود. الگوریتم اعتبار سنجی شده حاضر در آینده میتواند به عنوان ابزاری مناسب به منظور بررسی حرکت اجسام متحرک در سیالات غیر نیوتنی مورد توجه قرار گیرد
روش مرز غوطهور
روش شبکه بولتزمن حرارتی
الگوریتم واسط شارپ
سیال غیرنیوتنی
انتقال حرارت
2015
08
23
69
80
https://mej.aut.ac.ir/article_464_f0327c14610b8b878150e70252963ff7.pdf
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2008-6032
1394
47
1
مطالعه عددی اثرات گرمای ژول بر جریان الکترواسمتیک درون یک ریزمجرا با سطح مقطع مثلثی
محمد مهدی
افسری
سید علی
میربزرگی
در مقاله حاضر اثرات گرمای ژول بر جریان الکترواسمتیک درون یک ریزمجرا با سطح مقطع مثلثی شکل و دیواره دما ثابت به روش عددی بررسی شده است. معادله انرژی برای توزیع دما، معادله ناویر استوکس برای توزیع سرعت و یک معادله پواسون برای توزیع پتانسیل الکتریکی به روش حجم محدود در مختصات عمومی حل شدهاند. در عین حال خواص ترموفیزیکی سیال نظیر لزجت دینامیکی و رسانندگی الکتریکی تابع تغییرات دما در نظر گرفته شده است. نتایج نشان میدهد که افزایش عدد ژول موجب افزایش دما، سرعت و دبی در عدد ایدیال ثابت میشود. در یک عدد ژول ثابت، افزایش عدد ایدیال موجب افزایش دبی میشود. با افزایش زاویه بین ساقها و قاعده در یک عدد ژول معین، دمای میانگین و سرعت میانگین کاهش مییابند.
جریان الکترواسمتیک
گرمای ژول
ریزمجرای مثلثی شکل
دیواره دما ثابت
2015
08
23
81
90
https://mej.aut.ac.ir/article_465_2e596612932ca5dc7014c6cd6a19c65a.pdf
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2008-6032
1394
47
1
مقایسه نتایج تجربی انتقال حرارت نانوسیالات آب/Al2O3 و آب/CuO در کانال مثلثی متساوی الاضلاع در شار حرارتی ثابت دیواره
سعید
زینالی هریس
زهرا
عدالتی
سید حسین
نوعی
بررسی انتقال حرارت جابجایی در کانال های غیر دایره ای جهت استفاده در کاربردهای گرمایشی و سرمایشی بسیار مهم است. انتقال حرارت در این کانال ها پایین بوده ولی افت فشار کمتری نسبت به کانال های دایره ای دارند. در میان کانال های غیر دایره ای، کانال های مثلثی افت فشار کمتر و البته انتقال حرارت نامناسب تری را نشان می دهند. یکی از راه های بهبود انتقال حرارت این مقاطع افزودن نانو ذرات به سیال پایه آب است. در این مقاله انتقال حرارت مقطع مثلثی متساوی الاضلاع با افزودن نانو ذرات Al2O3 و CuO به سیال پایه آب مقطر به صورت تجربی بررسی شده است. مطابق داده های بدست آمده ضریب انتقال حرارت تجربی نانوسیالات مورد استفاده بیشتر از ضریب انتقال حرارت تجربی آب مقطر است.. جهت مقایسه انتقال حرارت نانوسیالات آب/Al2O3 وآب/CuO در کانال مثلثی نمودارهای مربوط به عدد ناسلت و ضریب انتقال حرارت جابجایی رسم شده است که بیانگر افزایش این مقادیر با عدد پکلت و کسر حجمی نانو سیال است. در ضمن عدد ناسلت و ضریب انتقال حرارت جابجایی برای نانو سیال آب/CuO مقادیر بیشتری را نسبت به نانو سیال آب/Al2O3 نشان می دهند
نانو سیال آب/Al2O3
نانو سیال آب/CuO
کانال مثلثی- بهبود انتقال حرارت جابجایی
2015
08
23
91
99
https://mej.aut.ac.ir/article_466_040e80ad1f4aa4c1ca4467e1b43aae77.pdf
نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر
2008-6032
2008-6032
1394
47
1
تحلیل حرارتی نظری و تجربی عایق فداشونده آزبست-فنولیک
آرش
اسماعیلی
سعود
ناصری
یکی از چالشهای مهم مهندسی که در سامانههای پرواز سرعت بالا وجود دارد، گرمایشآئرودینامیک است. به همین دلیل در این سامانهها از سیستم حفاظت حرارتی استفاده میشود. یکی از اجزای اصلی این سیستمها، عایقهای فداشونده است. در پژوهش حاضر تحلیل نظری و تجربی عایق آزبست فنولیک به صورت یکبعدی انجام شده است. رزینهای فنولیک با بیشترین بازده تخریب حرارتی بطور وسیعی در عایقهای فداشونده زغال گذار استفاده میشوند. وقتی یک عایق فداشونده با شار حرارتی مواجه میشود سطح آن گرم شده و پس از آن با شروع تخریب، گازهای تولیدشده و خروجی از زغال، عمل خنکسازی را انجام میدهند. معادلات حاکم بر این پدیده با استفاده از روش اختلاف محدود گسستهسازی و به صورت ضمنی و گذرا حل شدهاند. برای مقداردهی خواص ترموفیزیکی از گرافهای اسمی و برای مقداردهی ثوابت پیرولیز از واکنشهای ترموشیمی استفاده شده است. صحتسنجی حل عددی با استفاده از آزمون اکسیاستیلن انجام شده است. با گذشت زمان اختلاف بین نتایج آزمون و حل عددی افزایش مییابد که دلیل آن میتواند مدل یکبعدی و جمعشدن کاذب انرژی دو بعد مدلنشده در بعد مدلشده باشد. با این حال نتایج حل عددی و آزمون تجربی همخوانی خوبی دارند و میانگین قدر مطلق خطا 54/7% است.
سیستم حفاظت حرارتی
پیرولیز
فداشوندگی
آزمون اکسی استیلن
آزبست-فنولیک
روش اختلاف محدود
2015
08
23
101
109
https://mej.aut.ac.ir/article_467_093490b8c9eec409fe2e73e6604c4070.pdf