جستجو در مقالات منتشر شده
۵ نتیجه برای ناویر-استوکس
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 .
محمدرضا اجنوردی، فرهاد کلاهان،
دوره ۱۸، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۷ )
چکیده
در این مقاله جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی آلیاژ آلومینیوم به روش تحلیل عددی و مطالعه آزمایشگاهی مد نظر قرار گرفته ادر این مقاله تحلیل عددی و مطالعه تجربی جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی مد نظر قرار گرفته است. برای حل معادلات حاکم بر رفتار مواد از روش درون‌یابی مشتق تعمیم‌یافته استفاده شده است. روش حل مذکور به عنوان روش اختلاف محدود با بالاترین مرتبه شناخته میشود و یکی از روش‌های فاقد شبکه است که در مقایسه با روش‌های اختلاف محدود و اجزاء محدود سرعت همگرایی بسیار بالاتری را داراست. پس از اعتبارسنجی روش تحلیل با نتایج تجربی روی آلیاژ آلومینیوم، جوشکاری اصطکاکی اغتشاشی قطعات فولادی مورد تحلیل قرار گرفته و نتایج حاصل با نتایج منتشر شده توسط دیگران مقایسه گردیده است. تحلیل‌های عددی نشان می‌دهند در سرعت دورانی بالای ابزار، فرآیند باید به صورت سه‌بعدی تحلیل شود. به منظور شناخت بهتر فرآیندهایی که روی آلیاژهای غیرمشابه صورت می‌پذیرد ویژگی‌های جوشکاری روی آلیاژهای آلومینیوم و فولاد به طور هم-زمان مورد توجه قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد که رفتار ماکروسکوپیک هر دو ماده در حین عملیات جوشکاری اغتشاشی اصطکاکی مشابه است. همچنین طیف ویسکوزیته در محدوده‌ی دمای خمیری تا ذوب حاکی از سیالیت بالای فولاد است و برای جوشکاری آن میتوان از نسبت سرعت دورانی به سرعت خطی (ω/v) بالاتری در مقایسه با آلومینیوم استفاده نمود؛ بنابراین هنگام اتصال آلیاژهای آلومینیوم و فولاد باید نسبت سرعت مناسب بر اساس این موضوع تنظیم شود.
مرتضی دلاکه نژاد، سید علی میربزرگی، حمید نیازمند،
دوره ۱۸، شماره ۶ - ( ۷-۱۳۹۷ )
چکیده
در این مقاله، راندمان اختلاط در جریان الکترواسموتیک درون یک ریزمخلوط‌گر با زتاپتانسیل غیریکنواخت دیواره برای حالت‌های مختلف به‌صورت عددی شبیهسازی شده است. هندسه جریان یک مجرای دوبعدی بین دو صفجه موازی است و جریان مورد نظر تراکم ناپذیر، پایدار و آرام فرض شده است. معادلات حاکم بر مسأله، شامل معادلات میدان‌های پتانسیل الکتریکی داخلی و خارجی، معادلات توزیع غلظت یون‌های مثبت و منفی (ارنست-پلانک)، معادله‌ی غلظت گونه‌ها و معادلات اندازه حرکت اصلاح شده (ناویر-استوکس) برای میدان جریان سیال به روش عددی حجم محدود حل شده است. به منظور اعتبارسنجی برنامه عددی، نتایج تحلیلی یک جریان ایده‌آل الکترواسموتیک که در آن سراسر دیواره‌ها باردار میباشد، با نتایج حل عددی به‌دست آمده مقایسه شده است. نتایج عددی نشان میدهد که با تغییرات زتاپتانسیل دیواره در ناحیه میانی به‌صورت خطی-صعودی، خطی-نزولی و سهموی برای جریان در یک ریزمجرا، راندمان اختلاط نسبت به حالت زتا ثابت افزایش می‌یابد. برای دو حالت تغییر خطی زتاپتانسیل، راندمان اختلاط به ۸۶ درصد و برای تغییر سهموی زتاپتانسیل به ۷۵ درصد افزایش می‌یابد. این در حالی است که با ثابت بودن زتاپتانسیل دیواره در ناحیه میانی، حداکثر راندمان اختلاط ۶۴ درصد میباشد. در حالتی که تنها دیواره بالایی در ناحیه میانی دارای زتاپتانسیل میباشد، نتایج نشان داد که یک ناحیه گردابه‌ای در جریان ایجاد می‌گردد. این ناحیه گردابه‌ای باعث میشود تا راندمان اختلاط به حداکثر (۱۰۰ درصد) برسد.
دوره ۱۸، شماره ۶ - ( ۹-۱۳۹۷ )
چکیده
در این مقاله به حل معادلات ناویر-استوکس و لاپلاس با روش اجزاء محدود مبتنی بر المانهای مختلط فوریه پرداخته شده است. توابع انترپولاسیون پیشنهادی با استفاده از غنیسازی توابع پایهی شعاعی مختلط فوریه به شکل
حاصل شدهاند. توابع حاضر شامل خصوصیات توابع پایهی شعاعی حقیقی فوریه و گوسی میباشند. این خصوصیات مفید باعث توانایی بسیار بالای روش پیشنهاد شده میشود. از جمله مزیت توابع شکل پیشنهادی میتوان به دارا بودن همزمان میدان توابع مثلثاتی، نمایی و چند جمله ای اشاره کرد؛ در حالیکه توابع کلاسیک لاگرانژ تنها میدان توابع چند جملهای را اغنا میکنند. چند مثال معیار عددی در رابطه با کاربرد توابع پیشنهادی در روش اجزاء محدود برای حل معادلات ناویر-استوکس و لاپلاس مورد استفاده قرار گرفته است. برای نشان دادن کارایی و دقت روش حاضر، نتایج روش پیشنهادی با نتایج حاصل از توابع کلاسیک و همچنین حل تحلیلی مقایسه شده است. نتایج این مقایسه ها حاکی از دقت بسیار بالاتر روش پیشنهادی میباشد.
دوره ۲۱، شماره ۴ - ( ۷-۱۴۰۰ )
چکیده
به منظور شبیه سازی مسائل مربوط به اندر کنش موج و سازه های متخلخل، یک مدل عددی غیرهیدرواستاتیک در فضای دوبعدی قائم (۲DV) توسعه داده شده است. معادلات حاکم بر مدل، معادلات ناویر-استوکس اصلاح‌شده برای محیط متخلخل میباشند که در آن مقاومت محیط متخلخل با در نظر گرفتن نیروهای دراگ و اینرسی در معادلات ناویر-استوکس متداول لحاظ شده است. گسسته‌سازی روابط حاکم بر مدل، با روش احجام محدود (FVM) در سیستم اختیاری لاگرانژی-اویلری (ALE) صورت گرفته است. آلگوریتم حل عمومی بر اساس روش تفکیک زمانی (پروجکشن) میباشد. معادلات حاکم بر مدل در دو گام اصلی حل شدهاند. ابتدا جمله‌ی فشار از معادلات مقدار حرکت حذف شده و معادلات انتقال، پخشیدگی و نیروی دراگ به منظور محاسبه‌ی سرعت‌های میانی حل می‌شوند. در گام دوم، با اعمال معادله‌ی پیوستگی در معادلات مقدار حرکت با در نظر گرفتن جمله‌ی فشار، معادله‌ی پواسون فشار به دست می‌آید. گام دوم با اصلاح مقادیر سرعت و محاسبه‌ی تراز سطح آزاد آب تکمیل می‌گردد. به‌منظور ارزیابی عملکرد مدل در غیاب محیط متخلخل، نتایج مدل با نتایج تحلیلی موجود برای انتشار موج یکتا در آب با عمق ثابت مقایسه و سپس مدل عددی حاضر برای شبیهسازی اندرکنش موج و موج‌شکن متخلخل مستغرق به کار گرفته شده است. مقایسه‌ی نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی برای تاریخچه‌ی زمانی تراز سطح آزاد آب، توزیع مکانی سطح آب، میدان‌های سرعت و پروفیل‌های قائم سرعت، نشان‌دهنده‌ی توانایی مدل عددی حاضر در شبیهسازی اندرکنش موج و سازه‌ی متخلخل میباشد.
