مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

شبیه سازی عددی جریان های نیرو محرک ام اچ دی به روش جایگزینی موقت (ادهاک) نیروهای حجمی

نویسندگان
1 -
2 استادیار گروه مکانیک / دانشگاه بیرجند
چکیده
جریان‌های نیرو محرک داخلی که در آنها نیروی محرک درمقاطع عرضی کانال، دارای توزیع کاملاً یکنواخت هستند حتی اگر توزیع محوری این نیروها غیر یکنواخت باشد، یک میدان سرعت کاملاً توسعه‌یافته ایجاد می‌کنند. در این صورت می‌توان نیروی محرک با توزیع غیر یکنواخت محوری را ابتدا به طور موقتی حذف کرده و به جای آن از یک نیروی حجمی معادل اما کاملاً یکنواخت در سراسر کانال استفاده نمود. در این حالت اگرچه توزیع و مقدار نیروی محرک تغییر می‌کند اما پروفیل سرعت حاصله تغییری نخواهد کرد. مزیت چنین کاری این است که حل معادلات در هندسه های سه بعدی را می توان به حل دوبعدی (با معادله‌ی پواسون) برای مقطع عرضی کانال تبدیل نمود. پس از معلوم شدن توزیع سرعت در سطح مقطع، می توان بطور معکوس، با ابقای نیروی محوری واقعی، توزیع فشار واقعی را نیز به راحتی محاسبه نمود. یکی از کاربردهای این ساده‌سازی، شبیه سازی جریان های داخلی ام‌اچ‌دی است.مطابقت بسیار خوب نتایج این روش حل جدید، با نتایج حاصل از حل سه بعدی، نشان می‌دهد که روش حاضر می تواند با دقت کافی در حل میدان‌های سرعت و فشار در شبکه‌های میکروسیالی بکار رود و هزینه‌های سنگین تحلیل‌های سه بعدی را کم نماید.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Numerical Simulation of MHD Body Force Driven Flows Using Adhoc Body-Forces method

نویسندگان English

Mostafa Bahremandi 1
Seyed Ali Mirbozorgi 2
1 -
2 Assistant Prof. of Mech. Eng. Birjand Univ.
چکیده English

Internal-force-driven flows in which the force acting on channel cross sections have a perfect uniform distribution create a fully developed velocity field even the axial distribution of these forces is non-uniform. In this situation, firstly the driving force with non-uniform axial distribution can be removed temporarily and then one can use an equivalent axial uniform body forcealternatively throughout the channel. In this case, although the distribution and the driving force change but the resulting velocity profiles remain unchanged. The main advantage of thisreplacement is thatthe solution of the equations in the 3-D geometries canbe converted to a 2-D solution using Poisson equationin the channel cross section. After determining the velocity distribution in the cross section, one caninverselycalculate the actual pressure distribution easily. This will be done by resuming the real axial force. One of the applications of this simplification is that the simulation of MHD channel flows can be carried out easily.Good agreement between the results of the new solution method and the results ofthe perfect solutions shows that the present method with enough accuracy can be used for prediction of velocity and pressure fields in microfluidic networks.Consequently the heavy costs of 3-D analysis are reduced considerably.

کلیدواژه‌ها English

Adhoc method
fully developed flow
Internal body force driven flow
Lorentz Force
MHD micropump