۹ نتیجه برای غیر نیوتنی
رضا روکی، محمود نوروزی، فرامرز دولتی ارده جانی، علی مرادزاده،
دوره ۱۳، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۲ )
چکیده
تخمین صحیح افت¬های فشار سیالات حفاری غیرنیوتنی در داخل فضای حلقوی برای تعیین دبی جریان و انتخاب سیستم¬های پمپاژ گل در طی عملیات حفاری، ضروری می¬باشد. هدف این مطالعه، شبیه سازی جریان سیال کف و تخمین افت فشار در فضای حلقوی چاه در شرایط حفاری زیر تعادلی با استفاده از روش عددی حجم محدود می¬باشد. سیال کف به عنوان سیال غیر نیوتنی قانون توان و هرشل بالکلی در نظر گرفته شده و نتایج افت فشار با هم مقایسه می¬شوند. تاثیر پارامترهای مختلف عملیاتی از قبیل رئولوژی سیال کف، سرعت سیال کف، کیفیت کف، چرخش لوله حفاری و عدم هم مرکزی لوله و چاه، بر افت فشار بررسی می¬شوند. نتایج حل عددی با نتایج آزمایشگاهی مطالعات قبلی مقایسه شده است. خطای نسبی بین نتایج روش عددی با نتایج آزمایشگاهی برای تخمین افت فشار، کمتر از ۵% می¬باشد. همچنین نتایج روش عددی با در نظر گرفتن مدل رئولوژیکی هرشل بالکلی برای کف، به نتایج آزمایشگاهی نزدیکتر است. نتایج نشان می¬دهند که با افزایش سرعت و کیفیت سیال کف، افت فشار افزایش و با افزایش عدم هم مرکزی افت فشار کاهش می¬یابد، ولی چرخش لوله تاثیر چشم گیری در افت فشار ندارد.
محمدهادی صداقت، محمدمحسن شاه مردان، محسن نظری، محمود نوروزی،
دوره ۱۴، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۳ )
چکیده
در این مطالعه با استفاده از روش مرز غوطه¬ور شبکه بولتزمن به مدلسازی جریان سیال غیرنیوتنی با مدل توانی بر روی سطوح منحنی پرداخته شده¬است. از جمله ویژگی¬های این روش در مطالعه حاضر، می¬توان به صورت فشاری معادلات شبکه بولتزمن جهت مدلسازی مناسب گرادیان فشار در سیستم مورد مطالعه اشاره کرد. بعلاوه جهت اعمال شرط مرزی عدم لغزش در اطراف مرز جسم، روش مرز غوطه¬ور به صورت ضمنی به کار گرفته شده است. همچنین جهت مدلسازی مناسب فیزیکی هندسه مورد مطالعه و همچنین اعمال خواص غیر نیوتنی سیال، پارامتر¬های تبدیل متغیر¬های فیزیکی به متغیر¬های روش شبکه بولتزمن معرفی شده¬است. در ابتدا توانایی این روش در مدلسازی سیال غیرنیوتنی با مدل توانی در اطراف استوانه دایروی در داخل کانال در محدوده بررسی شده است. در این راستا، میدان سرعت در کانال بررسی شده و ضریب درگ بدست آمده از حل عددی حاضر تطابق خوبی با نتایج تحقیقات پیشین از خود نشان می¬دهد. در ادامه به بررسی میدان جریان و ضریب درگ جریان سیال غیر نیوتنی با مدل توانی بر روی استوانه بیضوی در سه نسبت ابعادی پرداخته شده است. نتایج نشان می¬دهند که در مقایسه با نسبت ابعادی، عدد رینولدز تأثیر بیشتری بر کاهش میزان ضریب درگ بر روی سیلندر بیضوی داشته و تغییرات شاخص مدل توانی کمترین تآثیر را بر کاهش میزان ضریب درگ دارد.
مهدی رمضان پور، مهدی معرفت، منیژه مختاری دیزجی،
دوره ۱۵، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۴ )
چکیده
ناهمسانی جنس پیوند و شریان میزبان در پیوندهای بای‌پس عروق کرونری یکی از عوامل موثر در بروز ناکارایی این پیوند‌ها بشمار می‌رود. هدف از این مطالعه، بررسی اثر ناهمسانی پیوند و شریان میزبان بر پیوند بای‌پس انتها به پهلو می‌باشد. برای مدلسازی سیال از مدل غیرنیوتنی کریو- یاسودا استفاده شده است و جنس دیواره پیوند و شریان میزبان نیز ایزوتروپیک و الاستیک فرض شده است. در این مطالعه همچنین اثر رئولوژی خون و انعطاف‌پذیری دیواره پیوند در توزیع تنش برشی و پروفیل سرعت در پیوند بای‌پس انتها به پهلو بررسی شده است. نتایج شبیه‌سازی‌های اندرکنش سیال- سازه دوراهه نشان می‌دهند که ناهمسانی جنس پیوند و شریان میزبان موجب جابجایی کمتر دیواره پیکربندی پیوند بای‌پس در ناحیه بحرانی محل اتصال پیوند به شریان میزبان خواهد شد و این موضوع سبب ایجاد تنش برشی بیشتر در سازه، در محل اتصال پیوند به شریان میزبان می‌گردد. جابجایی مذکور در هر دو حالت همسان و غیر همسان به نحوی است که همواره درصدد جداسازی پیوند و شریان میزبان در محل خط بخیه است. نحوه توزیع تنش برشی روی خط مرکز بستر شریان میزبان و پنجه پیوند نشان میدهد که تفاوت توزیع این پارامتر همودینامیکی در حالت‌های همسان و غیر همسان تنها در حالتی که فشار وارده بر دیواره داخلی پیکربندی پیوند بای‌پس از فشار وارده بر دیواره خارجی آن کمتر می‌شود قابل مشاهده بوده و همچنین مقدار این پارامتر همودینامیکی در ناحیه دیستال پیکربندی پیوند بای‌پس و بعد از پنجه آن در حالت همسان کمتر از حالت غیرهمسان است.
محمود نوروزی، محمدرضا شوقی،
دوره ۱۵، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۴ )
چکیده
در این تحقیق، ناپایداری انگشتی لزج، در جابجایی مخلوط پذیر سیال غیر نیوتنی در یک محیط متخلخل ناهمسان گرد مورد مطالعه قرار گرفته است. تأثیرات ناهمسان گردی‌های تانسورهای نفوذپذیری و پراکندگی و نیز تأثیر پارامترهای رئولوژیکی حاکم بر مدل کاریو- یاسودا و تفاوت آن با حالت نیوتنی، در حالت‌های متفاوتی از ناپایداری انگشتی مورد بررسی قرارگرفته‌اند. در شبیه‌سازی غیرخطی، با استفاده از روش طیفی و تبدیلات هارتلی به بررسی ویژگی‌های ناپایداری انگشتی در یک محیط متخلخل ناهمسان گرد پرداخته شده است. در این پژوهش سه نوع جریان بررسی و مطالعه شده‌اند؛ در حالت اول، هر دو سیال جابجا کننده و جابجا شده، نیوتنی هستند و در دو حالت بعدی یک از سیالات جابجا کننده یا جابجا شده نیوتنی و دیگری غیر نیوتنی می‌باشد. همچنین، پارامترهای مشخص‌کننده رشد و گسترش ناپایداری انگشتی شامل طول اختلاط، بازده جاروبی و کانتورهای غلظت در حالت‌های متنوعی از جابجایی سیالات نیوتنی و غیر نیوتنی مورد ارزیابی و مقایسه قرارگرفته‌اند. در هر سه نوع جابجایی، با افزایش نفوذپذیری در جهت جریان نسبت به جهت عمود بر جریان، از شدت رشد ناپایداری‌ها کاسته شده و جریان پایدارتری به دست می‌آید درحالی‌که با افزایش پراکندگی محیط متخلخل در جهت جریان نسبت به جهت عمود بر آن، جریان ناپایدار تر شده و ناپایداری‌ها با شدت بیشتری رشد می‌کنند. در جابجایی سیال نیوتنی توسط سیال غیر نیوتنی، با افزایش شاخص توانی و نیز کاهش عدد دبورا، جریانی پایدارتر می شود، درحالی‌که در جابجایی سیال غیر نیوتنی توسط سیال نیوتنی، عکس حالت قبل اتفاق می‌افتد.
افراسیاب رییسی،
دوره ۱۵، شماره ۱۱ - ( ۱۱-۱۳۹۴ )
چکیده
در این تحقیق، انتقال حرارت جابجایی طبیعی در یک محفظه مربعی پر شده از سیال غیرنیوتنی مدل تابع نمایی با وجود یک جفت مانع دما ثابت که به صورت افقی بر روی دیوار عمودی محفظه نصب شده‌اند، بررسی شده است. دیوار سمت چپ به همراه مانع‌های نصب شده بر روی آن در دمای ثابت T_h و دیوار سمت راست در دمای ثابت T_c قرار دارند. دیوارهای افقی محفظه عایق شده‌اند. معادلات حاکم برای سیال غیر نیوتنی مدل تابع نمایی به روش تفاضل محدود بر مبنای حجم کنترل جبری شده و با استفاده از الگوریتم سیمپل به طور هم‌زمان حل شده‌اند. تاثیر پارامترهای مربوطه مانند عدد رایلی 〖۱۰〗^۳≤Ra≤〖۱۰〗^۶، شاخص تابع نمایی۰,۸≤n≤۱.۴، طول مانع‌ها۰≤B≤۰.۵ و فاصله‌ی مانع‌ها از یکدیگر ۰.۱≤D≤۰.۸ بر روی میدان‌های جریان و دما و نرخ انتقال حرارت بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که افزایش عدد رایلی، به ویژه برای مقادیر n<۱، باعث افزایش نرخ انتقال حرارت می‌شود و استفاده از سیالات غیر نیوتنی رقیق برشی، مخصوصا در اعداد رایلی بالا نیز عملکرد حرارتی محفظه را بهبود می‌بخشد. نتایج همچنین نشان می‌دهند که طول مانع‌ها و فاصله آنها از یکدیگر، بسته به مقادیر عدد رایلی و شاخص تابع نمایی تاثیرات قابل توجهی بر روی میدان جریان و عملکرد حرارتی محفظه دارند.
حامد اشگرف، مسعود افرند، محمد همت اسفه،
دوره ۱۶، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۵ )
چکیده
در این مقاله اثر دما و کسر حجمی نانوذرات بر لزجت نانوسیال هیبریدی، که حاوی مخلوطی از آب و اتیلن گلیکول به عنوان سیال پایه و ترکیبی از نانولوله‌های کربنی چند جداره و دی‌اکسید سیلیسیوم به عنوان ذرات اضافه شده است، به طور تجربی بررسی شد. اندازه‌گیری‌ها در بازه دمایی ۲۷,۵oC تا ۵۰oC و با استفاده از لزجت سنج استوانه‌ای در نرخ برش‌های مختلف انجام شد. نمونه‌های همگن و پایدار با کسر حجمی جامد ۰.۰۶۲۵%، ۰.۲۵%، ۰.۵%، ۰.۷۵%، ۱%، ۱.۵% و ۲% با تعلیق ترکیب حجمی مساوی از نانولوله‌های کربنی و دی‌اکسید سیلیسیوم در مخلوط ۵۰%-۵۰% حجمی آب اتیلن گلیکول تهیه شدند. نتایج اندازه گیری در نرخ برش‌های مختلف نشان داد که سیال پایه (مخلوط آب و اتیلن گلیکول) از خود رفتار نیوتنی دارد، درحالی‌که همه نمونه‌های نانوسیال رفتار غیرنیوتنی مشابه مدل قاعده توانی (سدو پلاستیک) و با شاخص توان کمتر از یک نشان دادند. برای همه نمونه‌های نانوسیال و همه دماها ضرایب مدل پاورلا از طریق برازش منحنی با دقت بالایی محاسبه شدند. نتایج همچنین نشان دادند که به‌طورکلی لزجت ظاهری با افزایش کسرحجمی، افزایش و با افزایش دما، کاهش می‌یابد.
روزبه اعیانی، آزاده شهیدیان، مجید قاسمی،
دوره ۱۶، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۵ )
چکیده
امواج فراصوتی کاربردهای متنوعی در حوزه سلامت دارد. مهم ترین کاربردها تشخیص و درمان بیماری، دارورسانی، تفکیک و مطالعه سلولی است. عبور امواج فراصوتی از بافت ها و اعضا می تواند با ایجاد حرارت، حباب، تنش و ارتعاش منجر به واکنش های شیمیایی، تغییرات فیزیکی و زیستی گردد. آن چه موجب تشدید تکاپوی علمی در بین پژوهشگران این حوزه شده است، کاستن از اثرات مخرب و افزودن به کارایی این ابزار سودمند است. در این پژوهش، تداخل دو پدیده غیرخطی جریان صوتی ناشی از عبور میدان فراصوتی از سیال زیستی و لزجت غیرنیوتنی به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در حل مساله با لحاظ کردن اثرات غیر خطی میدان فراصوتی، از معادله‌های پیوستگی، تکانه سیال و حالت استفاده شده است. در این مقاله تاثیر پارامتری امپدانس دیواره، سرعت جریان ورودی و مدل های لزجت غیرنیوتنی بر جریان صوتی بررسی شده است. نتایج نشان دهنده تاثیر سرعت جریان ورودی به مجرا بر اندازه سرعت جریان صوتی و عدم تاثیر آن بر پروفیل جریان صوتی است. با افزایش امپدانس دیواره، از اندازه سرعت جریان صوتی کاسته می‌شود، این کاهش برای سیال غیرنیوتنی شدیدتر است. در نظرگرفتن مدل لزجت غیرنیوتنی برای سیال زیستی، موجب تغییر در اندازه سرعت در نزدیکی مرزها می شود، حال آن که در میانه میدان تاثیرات کمتری دارد.
ایمان پیشکار دهکردی، بهزاد قاسمی،
دوره ۱۸، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۷ )
چکیده
در این تحقیق، به بررسی عددی انتقال حرارت جابجایی سیال غیرنیوتنی ضخیم شونده مدل پاورلا در یک محفظه بسته نامتقارن با نسبت منظری ثابت پرداخته شده است. در بسیاری تحقیقات پیشین، محفظه انتقال حرارت متقارن و تحت یک زاویه مشخص در نظر گرفته شده است. در این مطالعه معادلات حاکم به روش حجم محدود جبری شده و با استفاده از الگوریتم سیمپل سی حل شده است. برای اطمینان از صحت نتایج، نتایج کد نوشته شده را با نتایج مقالات دیگر در زمینه سیالات نیوتنی و غیر نیوتنی مقایسه شده است. اثر زاویه تمایل محفظه و عدد رایلی بر انتقال حرارت و میدان جریان بررسی و مشاهده گردید که در اعداد رایلی کوچکتر از تغییر زاویه تمایل تاثیری محسوسی بر انتقال حرارت نداشته و در اعداد رایلی بزرگتر از در زاویه کمترین انتقال حرارت را نسبت به سایر زوایا داریم. همچنین نتایج سیال نیوتنی و غیرنیوتنی ضخیم شونده با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان میدهد که انتقال حرارت توسط سیالات غیر نیوتنی ضخیم شونده علاوه بر سایر پارامترها وابسته به n می‌باشد و در حالتی که زاویه تمایل محفظه باشد، انتقال حرارت سیالات نیوتنی و غیر نیوتنی ضخیم شونده برابر است. با توجه به رفتار غیر نیوتنی سیال و بی بعدسازی مساله، عدد بی بعد جدیدی با نامگذاری عدد پرانتل توسعه یافته〖(Pr〗^*) در معادلات ظاهر گردید که به خواص سیال، هندسه جریان و توان پاورلا وابسته می‌باشد. مقدار بهینه آن در〖(Pr〗^*=۰,۰۷) مشاهده شد که در آن انتقال حرارت از محفظه مورد نظر به حد ماکزیمم خود رسید.
دوره ۱۹، شماره ۶ - ( ۹-۱۳۹۸ )
چکیده
پدیده زمین لغزش در دریاچه سدها و رودخانه ها، و تولید و انتشار امواج حاصل از آن، بعنوان یکی از مسائل مهم و پیچیده در زمینه مهندسی هیدرولیک مطرح است. امروزه بسط و گسترش روابط عددی و فرآیند مدلسازی توانسته تا حدودی به درک منطقی از این پدیده ها برسد. در این مقاله از یک روش لاگرانژی جهت حل معادلات حاکم بر جریان استفاده شده است. در ابتدا روش هیدرودینامکی ذرات هموار تراکمناپذیر سه مرحلهایی صریح تعریف می شود. به منظور معتبرسازی روش، از مسئله شکست سد روی بستر خشک و مسئله زمین لغزش زیر سطحی استفاده شده است. در مسئله اول، رسیدن به ضریب همبستگی ۹۹۹۸/۰، متوسط خطای مطلق ۰۵۴۲/۰ و ضریب کارایی مدل نش-ساتکلیف ۹۷۴/۰ برای پارامترهای مورد محاسبه، نشان میدهد مدل با دقت مناسبی کالیبره شده است که حاکی از قابلیت بالای این روش در شبیه سازی جریان های با سطح آزاد و پدیده های مربوط به امواج می باشد. همچنین از مقایسه نتایج اندازه گیری شده با آزمایشگاهی در قسمت شبیه سازی زمین لغزش زیر سطحی، مقادیر آماری ضریب همبستگی و جذر میانگین مربعات خطا بترتیب ۹۵/۰ و ۰۰۷۱/۰ بدست آمدند که این نتایج نشان دهنده دقت بالای مدل در محاسبه نیمرخ سطح آب ناشی از زمین لغزش زیرسطحی می باشد. سپس سه سناریو جهت مدل سازی زمین لغزش طراحی و اجرا گردید. در این پژوهش به شی بها و جسم غیر صلب، بعنوان یک ماده رئولوژیکی (سیال شبهپلاستیک) نگریسته شده و تحت سیال غیر نیوتنی کاریویاسودا در مدل سازی وارد شدند. در واقع ذرات خاک بستر شیبدار غیر صلب بصورت دانه هایی که با خود مشخصات سیال را حمل می کنند مدل سازی شده اند. در نهایت نتایج در زمان های ۳/۰ و ۶/۰ ثانیه آورده شده و تحلیل گردیدند.
