جستجو در مقالات منتشر شده
۶ نتیجه برای جریان کانال
امین موسائی،
دوره ۱۴، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۳ )
چکیده
در این تحقیق، با استفاده از نتایج شبیه سازی مستقیم عددی جریان آشفته کاهش درگ یافته در کانال، ساختمان‌های گردابه‌ای آشفته به ویژه در نزدیکی دیوار بررسی شده‌اند. برای این منظور از یک روش مونت-کارلو لاگرانژی برای شبیه سازی جهت‌گیری فضایی فیبرها استفاده شده است. یعنی میدان جریان بطور اویلری و دینامیک فیبر بطور لاگرانژی توصیف شده است. این روش، حل دقیق معادلات پایه‌ای حاکم را بدست میدهد. نوسان‌های ورتیسیته در کانال بررسی شده و نشان داده شد که سطح این نوسان‌ها در جریان کاهش درگ یافته، کاهش می‌یابند. علت این کاهش توسط کاهش سطح نوسان گرادیان سرعت توضیح داده شده است. همچنین توزیع زاویه بین محور ورتیسیته و دیوار بررسی و نشان داده شده که در هر دو جریان نیوتنی و فیبری گردابه‌های نعل اسبی ایجاد می‌گردند، ولی این گردابه‌ها در جریان کاهش درگ یافته فیبری در فاصله دورتری از دیوار تشکیل می‌شوند که این نشان دهنده تضعیف مکانیزم تزریق و جاروب در نزدیکی دیوار است که این تضعیف می‌تواند باعث کاهش درگ گردد. همچنین توزیع زوایه گردابه‌ها در جریان کاهش درگ یافته منظم‌تر است.
امین موسائی،
دوره ۱۴، شماره ۴ - ( ۴-۱۳۹۳ )
چکیده
در این پژوهش، روش میدان‌های تصادفی برای شبیه سازی مستقیم عددی کاهش درگ آشفته به کمک میکروفیبرها توسعه داده شده است. برای این منظور، معادلات حاکم بدون هیچ ساده سازی بر روی یک شبکه اویلری در فضای فیزیکی گسسته شده‌اند. برای گسسته سازی از یک روش تفاضل محدود بالا دست مرتبه پنجم استفاده شده است. در فضای حالت نیز یک روش مونت-کارلو بکار رفته است. سپس معادلات ناویر-استوکس سه بعدی و وابسته به زمان برای جریان تراکم ناپذیر یک سیال غیر نیوتنی بطور عددی برای جریان کانال آشفته حل شده‌اند. کمیت-های آماری آشفته بدست آمده از روش پیشنهادی با داده‌های حاصل از روش لاگرانژی مقایسه و دقت بالای روش جدید نشان داده شده است. مزیت اصلی روش جدید حجم محاسبات کم آن نسبت به روش لاگرانژی است.
امین موسائی، کوروش گودرزی، جلیل عباسی،
دوره ۱۴، شماره ۱۶ - ( ۱۲-۱۳۹۳ )
چکیده
در این مقاله، یک مدل بستگی جبری برای شبیه سازی مستقیم عددی کاهش درگ آشفته در جریان کانال به کمک افزودنی‌های میکروفیبر پیشنهاد شده است. این مدل توسعه‌ای از یک مدل موجود در جهت رفع برخی نواقص آن است. در این مدل پیشنهادی، با در نظر گرفتن تانسور همبستگی سرعت در فرآیند مدل سازی، شرایط فیزیکی بیشتری از جریان آشفته در مدل دخیل است. با این کار، بخشی از نواقص مدل‌های جبری قبلی بر طرف شده است. مدل پیشنهادی برای شبیه سازی مستقیم عددی کاهش درگ آشفته در یک جریان کانال افقی تحت گرادیان فشار ثابت بکار رفته است. برای این منظور، معادلات ناویر-استوکس سه بعدی و وابسته به زمان برای جریان تراکم ناپذیر یک سیال غیرنیوتنی به صورت عددی حل شده است. کمیت‌های آماری بدست آمده از مدل جدید در مقایسه با شبیه سازی حل دقیق مونت-کارلو و مدل‌های جبری پیشین آورده شده‌اند. انطباق خوب نتایج نشان از دقت مناسب مدل جدید دارد. بطور خاص، جذر متوسط مربعات نوسان‌های سرعت در جهت اصلی جریان با دقت بسیار بیشتری نسبت به مدل‌های قبلی پیش بینی شده است. دیگر کمیت‌های آماری نیز با دقت مناسبی محاسبه شده‌اند. این مدل همه ویژگی‌های جریان کاهش درگ یافته به کمک میکروفیبر را پیش بینی میکند.
الیاس لار کرمانی، احسان روحی،
دوره ۱۷، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۶ )
چکیده
مدل‌سازی مناسب مقیاس‌های زیرشبکه‌ای در تعیین دقت محاسبات روش شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ در تحلیل جریان‌های آشفته از اهمیت به‌سزایی برخوردار است. در سال‌های اخیر، شاخه جدیدی از مدل‌های زیرشبکه‌ای موسوم به مدل‌های گرادیانی در محاسبه تانسور تنش و بردار شار حرارتی مقیاس‌های زیرشبکه‌ای توسعه یافته‌اند و در روش شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در این پژوهش، برای اولین بار معادلات مدل زیرشبکه‌ای گرادیانی تنظیم‌شده در نرم‌افزار اپن‌فوم پیاده‌سازی شده و ایده تصحیح حلگر پیمپل‌فوم برای بهبود دقت نتایج مدل مذکور استفاده شده است. این مدل بر مبنای بسط سری تیلور تنش مقیاس‌های زیرشبکه‌ای بنا شده است و از فرضیه تعادلی محلی به منظور ارزیابی انرژی جنبشی مقیاس‌های زیرشبکه‌ای استفاده میکند. برای ارزیابی دقت مدل گرادیانی تنظیم‌شده و تغییرات اعمال شده در حلگر پیمپل‌فوم، شبیه‌سازی جریان کانال آشفته در عدد رینولدز اصطکاکی ۳۹۵ با استفاده از نرم‌افزار متن باز اپن‌فوم انجام شده و نتایج روش فوق با داده‌های شبیه‌سازی عددی مستقیم و دیگر مدل‌های مختلف زیرشبکه‌ای مانند مدل اسماگرینسکی، اسماگرینسکی دینامیکی و دیردورف مقایسه شده است. نتایج نشان میدهد که مدل گرادیانی تنظیم‌شده کمیت‌های آشفتگی مرتبه اول و مرتبه دوم را با دقت بالایی بازیابی میکند.
امیرپویان ظهیری، احسان روحی،
دوره ۱۷، شماره ۱۲ - ( ۱۲-۱۳۹۶ )
چکیده
مدل‌های زیرشبکه‌ای با کمترین اتلافات، یک جایگزین ساده برای مدل‌های اسماگورینسکی برای اعمال اثر مقیاس‌های زیرشبکه‌ای در روش شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ می-باشند. اخیرا یک عضو جدید از این خانواده با نام مدل زیرشبکه‌ای غیر همسانگرد با کمترین اتلافات معرفی شده است. مدل غیر همسانگرد با کمترین اتلافات از نوع مدل‌های زیرشبکه‌ی لزجت-گردابه‌ای و استاتیکی میباشد و علاوه بر اینکه دارای هزینه‌ی محاسباتی کمتری در مقایسه با مدل اسماگورینسکی دینامیکی میباشد، قادر است اثر جهات مختلف را در محاسبه‌ی تنش‌های زیرشبکه‌ای در نظر بگیرد و همچنین قادر به تحلیل جریان‌های در حال گذار از حالت لایه‌ای به آشفته نیز میباشد. در مطالعه حاضر، مدل زیر شبکه‌ای مذکور برای اولین بار در نرم‌افزار مرجع باز اپن‌فوم اعمال شده است و عملکرد آن در پیش‌بینی رفتار جریان در داخل یک کانال با جریان هوای حرکت داده شده توسط اختلاف فشار ارزیابی شده است. دقت مدل موردنظر در اعداد رینولدز مختلف شامل جریان‌های درحال گذار و کاملا اغتشاشی بررسی و نتایج حاصل با نتایج مدل اسماگورینسکی دینامیکی و شبیه‌سازی عددی مستقیم مقایسه شده است. نتایج بدست آمده نشان میدهد که این مدل زیرشبکه‌ای در گستره‌ی وسیعی از اعداد رینولدز دارای دقت بسیار بالایی در محاسبه‌ی پروفیل‌های سرعت لایه‌ی مرزی و کمیت‌های اغتشاشی مرتبه‌ی اول و دوم میباشد.
دوره ۲۳، شماره ۲ - ( ۳-۱۴۰۲ )
چکیده
به جهت برآورد میزان خسارت های سیل، آگاهی از مشخصات جریان مانند سرعت و دبی جریان از اهمیت بالایی برخوردار است. امروزه استفاده از روش سرعت سنجی تصویری ذرات بزرگ مقیاس جهت برآورد پارامترهای دبی و میدان جریان در مقیاس آزمایشگاهی و همچنین میدانی مورد استفاده قرار میگیرد؛ اما پردازش تصاویر به خوبی نسبت به پارامترهای محیطی مهم به خوبی مورد بررسی قرار نگرفته است. به بیان دقیق تر اثر پارامترهای محیطی همچون؛ موقعیت قرارگیری دوربین، ضریب سرعت و پنجره کاوش حساسیت سنجی نشدهاست. اساس این پژوهش که از مبتنی بر روشهای پردازش تصویر است که به واسطه آن دبی و میدان جریان محاسبه میشود. در این مطالعه قابلیت های این روش در مقیاس آزمایشگاهی نسبت به پارامترهای موثر محیطی دقت سنجی شده است. در این خصوص پنجره کاوش بررسی های این مطالعه نشان میدهد که پنجره ۲۰ پیکسل نتایج بهتری را در عمق های مختلف ارائه میدهد. در ارتباط موقعیت دوربین بررسی ها نشان داد که قرارگیری دوربین به صورت مایل نتایج مطلوبی را ارائه میدهد. در خصوص ضریب سرعت نیز بررسی ها بیانگر این است که ضریب بین ۸۵/۰ الی ۹/۰ بهترین نتایج را ارائه مینماید. نتایج پژوهش در شرایط آزمایشگاهی براساس عمق های ۱۲,۵، ۱۵.۵ و ۱۸.۵ سانتی متر نشان دهنده این موضوع است که که با استفاده از سیستم سرعت سنج سطحی ذرات در مقیاس بزرگ بنا به انتخاب شرایط بهنیه انتخاب شبکه محاسباتی مناسب؛ موقعیت دوربین؛ انتخاب بهنیه پنجره کاوش؛ مشخصات هیدرولیکی و همچنین انتخاب مناسب ضریب سرعت؛ مقادیر دبی و سرعت جریان را با دقت مطلوب برآورد میکند. مقادیر خطا نسبی دبی و سرعت جریان در این پژوهش براساس روش LSPIV برای عمقهای ۱۲,۵، ۱۵.۵ و ۱۸.۵ سانتی متر به ترتیب معادل ۶.۵ ؛ ۳.۱ و ۲.۱ درصد میباشد.
