۲۳ نتیجه برای جریان آشفته
قاسم حیدری‌نژاد، نیما غیاثی طبری، پژمان امینی،
دوره ۱۰، شماره ۱ - ( ۳-۱۳۸۹ )
چکیده
در این تحقیق روش لاگرانژی و بدون شبکه المان گردابه‌ای برای شبیه‌سازی جریان در لایه برشی با تحریک اجباری به کار گرفته شده است. رشد زمانی ناپایداری در لایه‌برشی و سپس تشکیل گردابه‌ها به‌خوبی با این روش پیش‌بینی شده است. همچنین چگونگی رشد گردابه‌ها و فرایند جفت شدن و تأثیر متقابل آنها بر یکدیگر مطالعه شده است. در لایه‌برشی بدون تحریک رشد گردابه‌ها به‌صورت خطی و مطابق با بزرگترین فرکانس ناپایداری انجام می‌شود درحالی‌که با اعمال تحریک خارجی، مدها و فرکانس‌های ناپایداری مختلفی در رشد و دفع گردابه‌ها تأثیر گذار هستند که مهمترین آنها، فرکانس اجباری تحریک است و رشد ناپایداریها دیگر به‌هیچ‌وجه خطی نیست. نتایج نشان می‌دهد که افزایش نسبت سرعت، باعث تسریع ناپایداری می‌شود؛ وجود فرکانس اجباری و تحمیل آن به لایه برشی، از رشد بی‌سازمان لایه جلوگیری کرده و رشد خطی اغتشاشات در لایه‌برشی کمتر دیده می‌شود. نتایج برای طول دامنه‌های مختلف، به‌دست آمده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است.
قاسم حیدری نژاد، عبدالله اسکندری ثانی، امین ذوالفقاری،
دوره ۱۰، شماره ۲ - ( ۶-۱۳۸۹ )
چکیده
خاصیت خنثی خاصیتی است که فقط از میدان جریان اثر می‌پذیرد، بدون اینکه بر آن تأثیر بگذارد. در این مقاله نخست معادلات حاکم بر جریان آشفته حل شده و پدیده انتقال خاصیتی خنثی، در جریان آشفته دو بعدی، به‌صورت عددی مطالعه شده است. سپس با در دست داشتن مقادیر سرعت‌ها، معادله انتقال برای یافتن خاصیت خنثی حل می‌شود. برای حل جریان آشفته میدان سرعت، از روش شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ (LES) با مدل زیر شبکه از نوع اسماگورینسکی استفاده شده است. در بررسی اعتبار کد، جریان داخل حفره مبنای مقایسه بوده است. در محاسبات مربوط به پدیده انتقال برای خاصیت خنثی از روش LES توأم با مدل اسماگورینسکی استفاده شده تا سازگاری بیشتری بین نحوه حل معادلات سرعت و پدیده انتقال ایجاد شود، حل سه بعدی جریان آشفته مستلزم صرف زمان و هزینه زیادی است، لذا با استفاده از نوعی مدل دو بعدی، صرفه‌جویی مناسبی صورت می‌گیرد. در عوض، برای راست‌آزمایی مدل، عدد رینولدز جریان باید چنان انتخاب شود که فرض دوبعدی بودن جریان معتبر‌باشد. مقایسه نتایج عددی با مقادیر آزمایشگاهی در محدوده مدل دوبعدی، نشان‌دهنده دقت بالای روش پیشنهادی و سازگاری آن با حل عددی معادلات انتقال و مومنتم است. دقت نتایج حاصل، این امید را ایجاد می‌کند که بتوان انتقال گونه‌ها و نهایتاً شبیه‌سازی احتراق را با استفاده از روش گردابه‌های بزرگ ممکن ساخت.
قاسم حیدری نژاد، توحید صداقت،
دوره ۱۰، شماره ۲ - ( ۶-۱۳۸۹ )
چکیده
در این تحقیق کاربرد مدل‌های زیرشبکه اسماگورینسکی و دینامیکی موضعی در روش شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ مطالعه می‌شود. در مدل‌سازی مقیاس کوچک، به تعیین ضریب اسماگورینسکی نیاز است که در مدل اسماگورینسکی مقدار ثابتی بوده و به‌صورت تجربی انتخاب می‌شود. برخی مدل‌های دینامیکی در راستای تخمین بهتر این ضریب توسعه یافته‌اند که مستلزم اعمال فیلتر عددی هستند. فیلتر مورد استفاده در متوسط‌گیری مکانی در این تحقیق، فیلتر گاوسی است. روش عددی، حجم محدود است و از الگوریتم سیمپل برای برآورد جمله فشار استفاده شده. برای کاهش بار محاسباتی با هدف انجام در کامپیوترهای شخصی، عدد رینولدز طوری انتخاب شده که جریان سیال را بتوان دوبعدی فرض کرد. مقایسه با نتایج آزمایشگاهی که عدد رینولدز آن در همین محدوده قرار دارد، بیانگر دقت بالای روش و مدل مورد استفاده است. بررسی‌های انجام شده نشان می‌دهد که گرچه مدل دینامیکی موضعی به‌دلیل محاسبه ضریب اسماگورینسکی برای هر نقطه، هزینه محاسباتی بیشتری دارد، اما به‌دلیل دقت بالاتر و استفاده از شبکه‌بندی بزرگ‌تر، هزینه محاسبات اضافی را می‌توان جبران کرد.
حمید مددکن، علیرضا فدایی تهرانی، مهدی نیلی احمد آبادی،
دوره ۱۲، شماره ۵ - ( ۱۰-۱۳۹۱ )
چکیده
در این مقاله، مجرائی خاص معرفی شده که در آن، جت آب ورودی، پس از زمان کوتاهی شروع به نوسان کرده و باعث نوسانات منظم سرعت و فشار می گردد. با توجه به وجود رابطه خطی بین سرعت جت ورودی و فرکانس نوسانات آن، با اندازه گیری فرکانس فشار می توان دبی جریان را محاسبه کرد. به منظور بررسی میدان جریان سیال در هندسه موجود دبی سنج نوسانی و یافتن موقعیت بهینه قرارگیری حسگر های اندازه گیری نوسان، حل معادلات ناویر-استوکس آشفته و غیر دائم توسط نرم افزار ANSYS CFX به طریق عددی انجام شده است. پس از بررسی استقلال حل از شبکه، قابلیت دو مدل آشفتگی کا-اپسیلون و اس اس تی در شبیه سازی غیردائم جریان، بررسی شده است. سپس، کیفیت سیگنال فشار دریافتی از چند نقطه، براساس معیار نسبت ماکزیمم به متوسط نواسانات، مقایسه شده و موقعیت مناسب قرارگیری حسگر مشخص شده است. با ساخت اولین نمونه دبی سنج نوسانی در ایران و قرار دادن حسگر فشار و حسگر پیزوالکتریک در نقطه مناسب، بستر آزمونی فراهم شده و نتایج شبیه سازی عددی صحت سنجی شده اند. مقایسه نتایج عددی با نتایج تجربی نشان داده است که مدل اس اس تی برای این جریان نتایج بهتری دارد. سرانجام، با انجام آزمایش در سرعت های مختلف و دریافت و پردازش سیگنال های فشار، نمودار مشخصه سیستم (فرکانس نوسانات جت ورودی- سرعت جت ورودی) استخراج شده است.
جواد محمدپور، مهران رجبی زرگرآبادی، هادی احمدی،
دوره ۱۳، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۲ )
چکیده
این مقاله در مورد اثر نوسان های مربعی (ضربانی) بر روی جریان و انتقال حرارت آشفته یک جت شیاری برخوردی به سطح مقعر بحث می کند. در این راستا تحلیل عددی جریان و انتقال حرارت آشفته در یک جت دو بعدی با استفاده از مدل RNG-K-ε انجام شده است. اثرات عدد رینولدز جت، فاصله جت تا مرکز سطح برخورد و فرکانس نوسانات بر توزیع متوسط زمانی عدد ناسلت سطح مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که در مقایسه با جت پایا، استفاده از جت نوسانی در محدوده فرکانس ۱۰ تا ۵۰ هرتز باعث افزایش میانگین انتقال حرارت از سطح می شود. افزایش عدد رینولدز در محدوده ۴۷۴۰ تا ۹۵۹۰ نیز به طور قابل توجهی منجر به بالا رفتن متوسط زمانی عدد ناسلت می شود. همچنین در جت پایا، کاهش فاصله جت تا صفحه منجر به افزایش محسوس عدد ناسلت در ناحیه برخورد می شود. این در حالی است که درجت نوسانی، کاهش فاصله جت تا سطح مقعر منجر به تغییرات عدد ناسلت در سراسر سطح برخورد مقعر می شود.
امیر محمد جدیدی، قاسم حیدری نژاد،
دوره ۱۳، شماره ۱۴ - ( ۱۲-۱۳۹۲ )
چکیده
جریان آشفته باد بر روی ساختمان بدلیل دارا بودن پیچیدگیهای فیزیکی از جمله وجود گوشه¬های تیز، اثر زمین، وجود گردابه¬های مختلف و .... یکی از بهترین گزینه¬ها برای ارزیابی روشهای توربولانسی می¬باشد. روش DES و DDES از روشهای نسبتا جدید ترکیبی RANS-LES برای شبیه¬سازی جریان آشفته می¬باشند که بدلیل ذات ترکیبی آن در نزدیکی مرز از روش RANS و در نواحی دورتر از آن از روش LES استفاده می¬کنند و متعاقبا زمان اجرای شبیه¬سازی در آنها نسبت به روشهای رایج LES کمتر می¬باشد. در این مقاله برای ارزیابی روشهای DES و DDES، جریان باد بر روی ساختمان در رینولدز ۲۲۰۰۰ بصورت ۳ بعدی و با استفاده از پردازش موازی شبیه¬سازی شده است و برای صحت سنجی از نتایج تجربی سایر محققین استفاده شده است. همچنین روش مذکور با روشهای متداول توربولانسی εk- و اسماگورینسکی نیز مقایسه شده است تا کارآیی آن نسبت به سایر روشهای توربولانسی آشکار گردد. نتایج حاکی از آن است که روش DES با شبکه ریز در عین کاهش ۲۶% زمان محاسبات نسبت به مدل اسماگورینسکی، از دقت خوبی بمنظور شبیه¬سازی جریان آشفته غیرقابل تراکم باد بر روی ساختمان برخوردار است.
رضا مریمی، مرتضی جوادپور، سعید فراهت، محمد حسین شفیعی میام،
دوره ۱۴، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۳ )
چکیده
اثر حباب ها روی کاهش درگ اصطکاکی در یک سیستم تیلور- کوئت عمودی بطور تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. حباب های هوا از قسمت پایینی سیستم به داخل جریان آب تزریق می شوند. جریان بین استوانه ها کاملا آشفته است و گردابه های تیلور در فضای حلقوی نیز ایجاد شده اند. در این آزمایشات بازه ی تغییرات عدد رینولدز دورانی ۷۰۰۰۰=>Re_w=> ۵۰۰۰ است. تاثیر تزریق حباب ها روی کاهش درگ اصطکاکی با اندازه گیری گشتاور اعمال شده روی استوانه ی داخلی بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که افزایش عدد رینولدز دورانی تا یک مقدار مشخص منجر به افزایش تاثیر حباب ها روی کاهش درگ اصطکاکی می شود و برای رینولدزهای بزرگ این تاثیر عکس می گردد. بیشترین کاهش درگ حبابی ثبت شده در این آزمایشات در حدود ۵% است.
دوره ۱۴، شماره ۱ - ( ۳-۱۳۹۳ )
چکیده
چکیده - بستر نفوذپذیر با دو ویژگی اصلی آن، قطر متوسط (نماینده ی درشتی ذرات) و تخلخل (نماینده ی درصد نفوذپذیری )، بیان می شود . در مقاله حاضر تأثیر نفوذپذیری بستر بر ساختار متوسط آشفتگی جریان بررسی شده است . جریان، روی یک بستر نفوذپذیر به روش پیوستار با بهر هگیری از معادلات متوسط گیری شده حجمی ناویر استوکس مد ل سازی شده و نتایج چها ر شبیه سازی با تخلخل های گوناگون ارائه شده است . نفوذپذیری بستر را می توان به وسیله ی عدد رینولدز نفوذپذیری ( نسبت قطر مؤثر های کوچک، بستر به صورت مرز صلب رفتار Rek توصیف کرد. در (Rek ، حفر ه ها به مقیاس طولی گرداب ههای آشفتگی مجاور بستر های بزرگ، مرز میدان مانند بستری با نفوذپذیری زیاد (با اثرات لزجت قابل اغماض) رفتار خواهد کرد . در Rek کرده و به عکس در این شرایط، گرداب ههای آشفتگی نزدیک بستر در امتداد جریان به ندرت قابل تشخیص خواهند بود . می توان دلیل این امر را ۱) انتقال آزاد آشفتگی در مرز نفوذپذیر و /یا ۲) کاهش تنش برشی متوسط به واسطه عدم وقوع پدیده ی انسداد بستر و تأثیر ناچیز لزجت ناشی از حضور بستر دانست . مشخصه غالب آشفتگی در مجاور بستر با نفوذپذیری زیاد، ساختارهای گردابه ای نسبتا بزرگی هستند که احتمالا نشات گرفته از پدید هی ناپایداری کلوین -هلمهولتز جریان هستند. همین ساختارها عامل تبادل مومنتوم بین جریان عمو می کانال و جریان دوفازی داخل بستر نفوذپذیر است . این فرایند سبب افزایش اصطکاک بستر شده و در نتیجه محدوده برازش ناحیه ۱ برابر / لگاریتمی کمی به سمت پایین منتقل م یشود. فزون بر این مشاهده گردیده که شیب منحنی قانون لگاریتمی در حدود ۰۴ شیب معمول آن در جریان های آشفته مجاور بستر های صاف و زبر است .
دوره ۱۴، شماره ۴ - ( ۱۱-۱۴۰۳ )
چکیده
اهداف: بررسی تأثیر سایبان و سرعت جریان هوا بر عملکرد حرارتی (انرژی) و جریان همرفت در نمای دوپوسته جنوبی یک ساختمان واقع در شهر سمنان در منطقه گرم خشک ایران. این تحقیق به بررسی کدام نوع سایبان، از جمله سایبانهای مورب و چندلایه، می‌تواند به طور مؤثرتری دمای داخل ساختمان را کاهش داده و جریان همرفت را افزایش دهد.
روش ها: از شبیه‌سازی عددی با استفاده از نرم‌افزارهای سالیدورک و کامسول مولتی‌فیزیک به ترتیب برای مدل‌سازی هندسه، شبیه‌سازی جریان سیال و انتقال حرارت استفاده شده است. یک نمای دوپوسته دو بعدی با سایبانهای مختلف در نظر گرفته شده و جریان تهویه طبیعی آشفته در آنها بررسی شده است.
یافته ها: نتایج بدست آمده از شبیه‌سازی نشان داد که هندسه و سرعت جریان هوا بر سرعت و آشفتگی جریان هوا در داخل حفره پاکت دوپوسته تأثیرگذار است. هندسه‌ای با سایبان چندلایه (غیرمتقارن)، ۵/۱۸ درصد کاهش دما را در همین سرعت باد نشان داد. بیشترین کاهش دما در هندسه‌ای با سایبان چندلایه (غیرمتقارن) و سرعت جریان هوای ۵ متر بر ثانیه رخ داده است. به عبارتی، بهترین عملکرد حرارتی در سایبانهای چند لایه مشاهده شده است.
نتیجه گیری: این پژوهش نشان داد که استفاده از سایبانهای چندلایه (غیرمتقارن) می‌تواند به طور مؤثری دمای داخل ساختمان را کاهش داده و جریان همرفت را افزایش دهد. این یافته‌ها حاکی از آن است که طراحی مناسب سایبان‌ها می‌تواند به عنوان یک روش غیر فعال برای کاهش مصرف انرژی در ساختمان‌ها مورد استفاده قرار گیرد.
سید سعید حسینی‌نژاد، نیما امانی فرد، حامد محدث دیلمی، فرید دولتی،
دوره ۱۴، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۳ )
چکیده
یکی از روشهای نوین در زمینه کنترل فعال جریان استفاده از محرک الکتروهیدرودینامیک است که به وسیله تزریق مومنتم به لایه مرزی سبب جلوگیری از وقوع پدیده جدایش و کاهش ضریب بازدارندگی می‌شود. در تحقیق حاضر، میدان جریان و مشخصه‌های آیرودینامیکی از قبیل ضریب بازدارندگی و ضریب فشار بر روی بالواره نامتقارن NACA ۴۴۱۲ بدون حضور میدان الکتریکی و همچنین تحت تاثیر محرک الکتروهیدرودینامیکی در شرایط دو بعدی، آشفته، غیرقابل تراکم و پایدار با روش حجم محدود به صورت عددی مورد تحلیل قرار گرفته است. در این بررسی زوایای حمله و ولتاژهای مختلف در نظر گرفته شده است و الکترود تزریق‌کننده در مکان‌ها و فواصل متفاوت از سطح بالایی بالواره قرار داده شده و تاثیر آن بر ضریب بازدارندگی مشاهده شده است. نتایج عددی نشان می‌دهد با افزایش ولتاژ اعمالی و کاهش زوایه حمله ضریب بازدارندگی کاهش می‌یابد. همچنین مکان قرارگیری الکترود تزریق‌کننده و فاصله آن از الکترود جمع‌کننده تاثیر بسزایی در به تاخیر انداختن نقطه جدایش دارد. از سویی دیگر، طبق نتایج بدست آمده، تاثیر ایجاد شده توسط میدان الکتریکی موجب کاهش حجم ناحیه دنباله گردابه‌های سطح بالای بالواره می‌شود.
علیرضا تهور، پویا زرین چنگ، شاهین حیدری،
دوره ۱۴، شماره ۱۵ - ( ۱۲-۱۳۹۳ )
چکیده
بینی، حفره بینی و سینوس ها بخش هایی از سیستم تنفسی فوقانی می باشند. بینی انجام بسیاری از عملکردهای مهم فیزیولوژیکی، از جمله حرارت، رطوبت و فیلتر نمودن هوا و استنشاق بوی را بر عهده دارد. در گذشته، شبیه سازی جریان هوای آشفته در مجرای بینی، سینوس، گلو و نای انجام شده است. از سال ۱۹۹۰، با توسعه پرتونگاری کامپیوتری و دینامیک سیالات محاسباتی، مطالعات عددی بر روی جریان گاز در حفره واقعی بینی انجام شده است. همچنین، دینامیک سیالات محاسباتی برای تحقیق بر روی خواص جریان هوا در نرخ آرام درون مجرای بینی اعمال شده و پیش بینی آن منوط به ذات و هندسه پیچیده و غیر پایای جریان می باشد. بسیاری از مطالعات پیشگام در این زمینه تنها به بررسی حفره بینی بدون سینوس ها به خصوص سینوس فک بالا و یا به مطالعه جریان آرام در مجاری تنفسی پرداخته اند. بنابراین این تحقیق سعی دارد به مطالعه بر روی جریان هوا در تمام فضای سر انسان که هوای تنفسی در آن جریان می یابد، بپردازد. برای این منظور مطالعه بر اساس پرتو نگاری کامپیوتری از سر، گردن و قفسه سینه یک زن ۲۶ ساله بدون مشکل در سیستم تنفسی وی، در بیمارستان شهید چمران شیراز انجام پذیرفته است. نتایج نشان می دهد که در ۲ تا ۳ سانتیمتر ابتدایی جریان افت به مراتب کمتری (حدود ۵۰ درصد) نسبت به سایر قسمتها دارد و اکثر جریان در نزدیک ناحیه دیواره بین پره بینی مانده و فقط میزان کمی به ناحیه بویایی و مجرای گوش بیرونی گسترش می یابد.
فرزاد بازدیدی تهرانی، سید مجید موسوی، محمد جدیدی،
دوره ۱۵، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۴ )
چکیده
در مقاله‌ی حاضر جریان آشفته خنک‌کاری لایه‌ای بر روی لبه جلویی پره توربین مدل توسط دو نگرش طول مقیاس حل شونده در مدل‌سازی جریان آشفته مورد مطالعه و تحلیل قرار می‌گیرد. در نگرش اول از رهیافت شبیه‌سازی گردابه‌های جدا شده (DES) بر پایه‌ی مدل اسپالارت-آلماراز و در نگرش دوم از رهیافت شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ (LES) استفاده می‌گردد. نتایج به‌دست آمده حاکی از آن است که رهیافت DES به دلیل ذات ترکیبی آن و استفاده از مدل RANS در نزدیک دیواره، نوسانات در راستای عرضی جریان در داخل لوله خنک‌کننده را کمتر پیش‌بینی می‌کند. در نتیجه، جریان خنک‌کننده با آشفتگی کمتری وارد جریان اصلی می‌گردد. همچنین در نزدیک دیواره رهیافت DES توزیع عرضی انرژی جنبشی آشفته را کمتر و مقدار شار حرارتی آشفته را بیشتر پیش بینی می‌نماید. بنابراین، اثر بخشی آدیاباتیک بر روی لبه جلویی پره توربین در رهیافت DES نسبت به رهیافت LES و نتایج تجربی کمتر پیش‌بینی می‌شود. علاوه بر این، نتایج حاکی از آن است که اختلاط بین جت خنک‌کننده و سیال داغ جریان اصلی در رهیافت DES در مقایسه با رهیافت LES کمتر تخمین زده می‌شود. در مجموع می‌توان این گونه استنباط کرد که اگر چه رهیافت DES در ناحیه دور از دیواره نتایج قابل قبولی را ارائه می‌نماید، اما در نزدیک دیواره در پیش بینی صحیح مشخصات توربولانسی جریان با مشکل مواجه است. علاوه بر این مزیت اصلی رهیافت DES در مقایسه با رهیافت LES کاهش ۴۰ درصدی هزینه‌ی محاسباتی آن در این کاربرد می‌باشد که می‌تواند استفاده از این روش را توجیه نماید.
مجتبی طحانی، محمد حججی، محمد صالحی فر، آرش درتومیان،
دوره ۱۵، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۴ )
چکیده
تاثیر تزریق جت صوتی سیال ثانویه در بخش واگرای نازل مافوق صوت بر ساختار میدان جریان و کارایی کنترل بردار تراست، به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. کد عددی توسعه یافته سه بعدی و چند بلوکی، برای مدل‌سازی پیچیدگیهای ناشی از آشفتگی جریان، از مدل k-ω SST استفاده شده است. میدان محاسباتی مورد استفاده به صورت با سازمان بوده و نتایج اولیه شبیه سازی با نتایج حاصل از تحقیقات آزمایشگاهی گذشته صحت‌سنجی شده است. تغییر قدرت جت تزریقی، به کمک تغییر سطح مقطع تزریق و همچنین تغییر نسبت فشار تزریق به فشار نازل ایجاد می شود. افزایش قدرت تزریق تغییراتی را در کارایی این روش کنترلی ایجاد کرده که بعضا باعث کاهش کارایی آن شده است. در این تحقیق علاوه بر تشریح کامل پدیده‌های فیزیکی پیچیده موجود در این جریان، محدوه افزایش قدرت تزریق جهت افزایش راندمان سیستم ارایه گردیده است. در محدوده مجاز دبی تزریق ثانویه، افزایش دبی تزریق باعث کاهش ضریب بزرگنمایی، افزایش زاویه انحراف به عنوان مهم ترین پارامتر مجموعه کنترلی و افزایش تراست محوری می‌شود. در خارج از بازه مجاز محاسبه شده پارامترهای کارایی رفتار متفاوتی از خود نشان می-دهند که بیانگر افت شدید کارایی می‌باشد.
دوره ۱۶، شماره ۱ - ( ۱-۱۳۹۵ )
چکیده
در این تحقیق میدان جریان بین دو آبشکن مستقیم واقع در جریان کم عمق یک کانال عریض با استفاده از روش سرعت سنجی تصویری ذرات سطحی اندازه گیری شده است. بدین منظور آبشکن های مستقیم به طول ۲۵ سانتیمتر در دو فاصله نسبی ۱ و ۲ در ناحیه جریان توسعه یافته کانالی به عرض ۸/۱ قرار داده شده و اندازه گیری میدان جریان، به منظور مطالعه الگوی جریانهای چرخشی افقی، ساختار لایه اختلاطی و ناحیه چرخشی پایین دست انجام شده است. برای پردازش تصاویر از نرم افزار GPIV استفاده شده و از روش های وستِرویل و الگوریتم تکراری برِویس برای فیلتراسیون میدان‌های سرعت استفاده شده است. نتایج بصورت توزیع مقادیر متوسط سرعت، شدت‌های آشفتگی و تنشهای رینولدز ارائه شده است. بر اساس نتایج حاصله، بواسطه کم عمق بودن میدان، بخش عمده‌ای از ساختارهای آشفتگی حالت دوبعدی داشته وشکل گیری یک جریان برگشتی از ناحیه پایین دست به داخل میدان آبشکن باعث پیچیدگی ساختار لایه اختلاطی و در نتیجه پروسه تبادل جرم بین ناحیه چرخشی میدان آبشکن و جریان آزاد می‌شود.
دوره ۱۶، شماره ۲ - ( ۴-۱۳۹۵ )
چکیده
در تحقیق حاضر میدان جریان اطراف آبشکن T شکل مستقر در قوس ᵒ۹۰ با مطالعۀ پارامترهای آماری بررسی شد. برای این منظور از دو آبشکن با درصد استغراق %۵ و %۵۰ استفاده شد. آبشکنها در زاویه ᵒ۴۵ نسبت به ابتدای قوس قرار گرفتند و آزمایشات در شرایط کف صلب (بدون حرکت رسوبات) انجام شد. در این تحقیق میدان جریان اطراف آبشکن مستغرق بررسی و احتمال ایجاد پدیده‌های چهارگانۀ آشفتگی، زاویه های اعمال پدیده‌ها، تبدیل پدیده‌های آشفتگی به یکدیگر و تنشهای رینولدز در جهتهای طولی و عرضی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان دهندۀ تشکیل دو جریان ثانویه در امتداد عرض کانال می‌باشد که بر مکانیزم انتقال رسوب بسمت ساحل داخلی و آبشستگی ایجاد شده در ترازهای بالایی جریان درساحل خارجی تاثیر گذار می‌باشد. در نزدیک نوک بالادست آبشکن تنشهای رینولدز برشی بزرگتری در آبشکن با %۵ استغراق مشاهده شد که نشان دهنده قدرت بیشتر گردابه نعل اسبی در این ناحیه بدلیل جریان روبه پایین قوی تر در این ناحیه می‌باشد. توسعه حفره آبشستگی بسمت پایین دست در امتداد لایه برشی می تواند بدلیل احتمال بیشتر پدیده های آشفتگی بیرون‌رانی و جاروبی، ناپایداری بیشتر پدیده‌های اندرکنشی، کاهش زاویه های اعمال پدیده‌های بیرون‌رانی و جاروبی و افزایش تنشهای رینولدز برشی در این ناحیه باشد. تنشهای رینولدز برشی نیز در نزدیک کف در لایه برشی اطراف آبشکن با %۵ استغراق بیشتر از آبشکن با %۵۰ استغراق می‌باشد و عامل توسعه بیشتر حفره آبشستگی بسمت پایین‌دست در آبشکن با درصد استغراق کمتر می‌باشد.
دوره ۱۶، شماره ۲ - ( ۴-۱۳۹۵ )
چکیده
پوشش گیاهی با ایجاد زبری در دیواره کانال‌ها و دشت‌های سیلابی رودخانه‌ها بر شکل هندسی، هیدرولیک و مقاومت جریان تأثیر گذاشته و مکانیزم انتقال رسوب را تغییر می‌دهد. با توجه به اهمیت شکل‌های بستر نظیر تلماسه‌ها در کنترل میزان انتقال رسوب، تولید آشفتگی و ایجاد مقاومت جریان، مطالعه اثرات شکل‌های بستر شنی و پوشش گیاهی بر ساختار جریان ضروری به نظر می‌رسد. هدف از پژوهش حاضر مطالعه ساختار جریان بر روی تلماسه‌های شنی با تاج مسطح به همراه پوشش گیاهی در دیواره است. برای دست‌یابی به این هدف تعداد هفت تلماسه مصنوعی با تاج مسطح در طول یک کانال آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. اندازه‌گیری داده‌های سرعت و آشفتگی با استفاده از سرعت‌سنج صوتی انجام شد. نتایج نشان داد که در تلماسه‌های با تاج مسطح بر خلاف تلماسه‌های با تاج تیز، در هر دو حالت وجود و عدم وجود پوشش گیاهی، پارامتر سرعت بعد از تاج مسطح مقادیر منفی به خود نمی‌گیرد. تنشهای رینولدز در حالت وجود نسبت به حالت عدم وجود پوشش گیاهی بیشتر هستند که این موضوع را می‌توان به افزایش مقاومت جریان در حضور پوشش گیاهی نسبت داد.
امین الله ویسی، محمد حسین شفیعی میم،
دوره ۱۶، شماره ۱۲ - ( ۱۲-۱۳۹۵ )
چکیده
در این مطالعه از روش شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ به منظور بررسی اثرات جهت چرخش توربین باد پایین‌دست در دو پیکربندی جهت چرخش موافق و جهت چرخش مخالف استفاده شده است. نتایج به دست آمده با نتایج تجربی گزارش شده در کارهای گذشته تطابق خوبی دارد. پیکربندی جهت چرخش مخالف به منظور بررسی اثر آن بر بازدهی توربین باد پایین‌دست استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد بازدهی توربین باد پایین‌دست در پیکربندی جهت چرخش مخالف بدون هیچ تغییری در نوع توربین باد و آرایش مزرعه بادی حدود ۴ درصد افزایش می‌یابد. توربین باد بالادست مقداری از انرژی باد را دریافت می‌کند. از این‌رو سرعت در راستای جریان کاهش و در راستاهای جانبی افزایش می‌یابد. جهت چرخش جریان در پشت توربین باد بالادست موافق جهت چرخش توربین باد پایین‌دست در پیکربندی جهت چرخش مخالف می باشد. این موضوع دلیل افزایش بازدهی توربین باد پایین‌دست در یک پیکربندی جهت چرخش مخالف است. نتایج مطالعه حاضر نشان می‌دهد پروفیل سرعت در راستای جریان در ناحیه دنباله برای هر دو پیکربندی جهت چرخش موافق و جهت چرخش مخالف تقریبا یکسان است. در حالی‌که سرعت جانبی تغییرات زیادی دارد. به‌عبارت دیگر بازدهی بهتر مزرعه بادی می‌تواند به خاطر سرعت جانبی باشد. از این‌رو با کاهش فاصله بین دو توربین باد در پیکربندی جهت چرخش مخالف بازدهی توربین باد پایین‌دست افزایش می‌یابد.
مصطفی نبی پور، سید علی اکبر صالحی نیشابوری، سید حسین مهاجری، امیر رضا زراتی، محمد ضابطیان طرقی،
دوره ۱۷، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۶ )
چکیده
در کانالهای مرکب علاوه بر جریان برشی ناشی از کف (جریان لایه مرزی)، نیروهای دیگری توسط انتقال مومنتم بین کانال اصلی و سیلاب‌دشت‌ها (لایه برشی آزاد) نیز ایجاد می‌شود. به‌دلیل وقوع چنین انتقال مومنتومی، جریان سه‌بعدی پیچیده‌ای در کانال مرکب شکل می‌گیرد. پژوهش‌های پیشین نشان داده است که با کاهش عمق جریان در سیلاب‌دشت بر شدت جریان های ثانویه و بنابراین پیچیدگیهای جریان افزوده می‌شود، که این پیچیدگی‌ها به خوبی تبیین و توصیف نشده است. به‌منظور بررسی ساختار جریان آشفته با عمق کم آب در سیلاب‌دشت، میدان جریان در یک کانال مرکب با دیواره‌های قائم به روش سرعت‌سنجی تصویری ذرات اندازه‌گیری شده است. بررسی نتایج مطالعه حاضر نشان می‌دهد که حداکثر سرعت طولی در کانال اصلی در زیر تراز سیلاب‌دشت رخ می‌دهد. متفاوت با پژوهش‌های پیشین در کانال مرکب با دیواره میانی مایل که توزیع عمقی شدت‌های آشفتگی در کانال اصلی دارای دو رفتار متفاوت در دو ناحیه پایین و بالای تراز سیلاب‌دشت است، در مطالعه حاضر برای پروفیل شدت آشفتگی طولی و تنش برشی رینولدز در عمق، سه رفتار متفاوت (کاهشی و یا افزایشی) و برای شدت آشفتگی قائم چهار رفتار متفاوت مشاهده شد. از تغییرات سرعت برشی بستر در عرض کانال می‌توان دریافت که سرعت برشی در سیلاب‌دشت تقریباً ثابت است و با نزدیک شدن به ناحیه اندرکنش افزایش می‌یابد.
دوره ۱۸، شماره ۴ - ( ۸-۱۳۹۷ )
چکیده
به‌طور کلی حرکت آشفته سیال، با استفاده از معادلات متوسط زمانی ناویر استوکس مطالعه و مدل می‌شود. اساس حل محلی (نقطه‌به‌نقطه) این معادلات با مفاهیم سنتی هیدرولیک مانند زبری مانینگ، دبی جریان، فرض یکنواختی جریان دارای اختلاف می‌باشد. به‌منظور حل این مشکل، معادلات متوسط زمانی ناویر استوکس مجدداً در مکان متوسط‌گیری می‌شوند ومعادلات متوسط دوبل ناویر استوکس را تشکیل می‌دهند. مطالعه حاضر یکی از کاربردهای این معادلات در مطالعه جریان در بسترهای زبر، در تعیین پروفیل سرعت طولی را نشان می‌دهد. بر اساس نتایج حاصل از تحقیق، محاسبه دقیق سرعت برشی بستر توسط پروفیل تنش برشی رینولدز، مستلزم استفاده از پروفیل متوسط‌گیری شده در مکان می‌باشد. علاوه بر این، با استفاده از سرعت برشی محاسبه شده بر اساس بحث میانگین مکانی، یک روش جدید جهت تعیین پروفیل لگاریتمی سرعت طولی جریان در بسترهای زبر نیز پیشنهاد شده است. در این روش تعیین پارامترهای پروفیل سرعت به‌صورت صریح انجام شده و انطباق نتایج حاصل با داده‌های اندازه‌گیری شده آزمایشگاهی نیز بسیار مناسب می‌باشد.
قنبرعلی شیخ زاده، محمد نظیفی فرد، رضا مداحیان، خدیجه کاظمی،
دوره ۱۹، شماره ۱ - ( ۱۰-۱۳۹۷ )
چکیده
امروزه افزایش کارآیی و بهینه‌سازی سیستم‌های انرژی از نظر اقتصادی و زیست‌محیطی دارای اهمیتی ویژه است. تاکنون روشهای مختلفی برای افزایش انتقال حرارت در سیستم‌های حرارتی پیشنهاد شده است که از آن جمله می‌توان به استفاده از نانوسیالات و به‌کارگیری انواع مغشوش‌کننده‌های جریان سیال اشاره نمود. در مقاله حاضر، به‌کارگیری توأمان نانوسیال و نوارهای پیچشی به‌منظور ارتقای ضریب انتقال حرارت به‌صورت عددی بررسی شده است. در شبیه‌سازی عددی از یک مدل دوفازی اویلری- لاگرانژی استفاده شده است. همچنین، مدل‌های مختلف آشفتگی برای شبیه‌سازی آشفتگی سیال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش کسر حجمی نانوذرات، کاهش نسبت پیچش و افزایش عدد رینولدز منجر به افزایش انتقال حرارت می‌شود. با کاهش نسبت پیچش از ۱۵ به ۵، مقدار انتقال حرارت از ۸ تا ۱۶% افزایش می‌یابد. با افزایش عدد رینولدز از ۱۰۰۰۰ به ۲۰۰۰۰، اختلاف دمای حداکثر مقاطع تا ۴/۵% کاهش را نشان می‌دهد. همچنین، مشاهده شد که با حرکت به سمت پایین‌دست جریان، مقدار اختلاف دمای حداکثر مقاطع کاهش می‌یابد. افزایش انتقال حرارت با حرکت بیشتر سیال و افزایش اثرات بیشتر نوار پیچشی به سمت پایین‌دست از دلایل این کاهش هستند.
