پیشینه تحقیق معادلات حاکم بر جریان آشفته و  مدل سازی آن دارای ۵۷ صفحه می باشد فایل پیشینه تحقیق به صورت ورد  word و قابل ویرایش می باشد. بلافاصله بعد از پرداخت و خرید لینک دنلود فایل نمایش داده می شود و قادر خواهید بود  آن را دانلود و دریافت نمایید . ضمناً لینک دانلود فایل همان لحظه به آدرس ایمیل ثبت شده شما ارسال می گردد.

فهرست مطالب

فصل اول:مقدمه    ۸
۱-۱ مقدمه    ۸
۱-۲ بررسی مقالات و مطالعات انجام شده    ۸
فصل دوم: معادلات حاکم بر جریان آشفته و  مدل سازی آن    ۱۱
۲-۱ مقدمه    ۱۱
۲-۲ هندسه مسئله    ۱۱
۲-۳ مروری بر خواص جریان آشفته در مقایسه با جریان آرام    ۱۲
۲-۴ تعاریف    ۱۳
۲-۴-۱ طول مقیاس کولموگروف    ۱۳
۲-۴-۲ شدت آشفتگی    ۱۴
۲-۴-۳ زمان مقیاس آشفتگی    ۱۵
۲-۵ معادلات حاکم بر جریان آشفته    ۱۵
۲-۵-۱ معادله پیوستگی در جریان آشفته    ۱۶
۲-۵-۲ معادله مومنتوم در جریان آشفته    ۱۶
۲-۵-۳ معادله انرژی در جریان آشفته    ۱۷
۲-۵-۴ معادله انرژی آشفتگی در جریان آشفته    ۱۸
۲-۵-۵ تنش برشی در جریان آشفته    ۱۹
۲-۶ مدل سازی جریان آشفته و مدلهای آشفتگی    ۲۰
۲-۷ روابط اساسی حاکم بر ویسکوزیته گردابی    ۲۱
۲-۷-۱ رابطه اساسی ویسکوزیته گردابی بوزینسک    ۲۱
۲-۸ مدلهای ویسکوزیته گردابی    ۲۳
۲-۸-۱ مدلهای دو معادلهای    ۲۳
۲-۸-۲ مدل استاندارد k-ε    ۲۴
۲-۸-۳ مدل توسعه یافته k-ε    ۲۶
۲-۹ معادلات حاکم بر مسئله    ۲۷
۲-۹-۱ معادلات حاکم بر جریان    ۲۷
۲-۹-۲ شرایط مرزی    ۳۰
۲-۹-۳ معادلات تشعشعی    ۳۱
۲-۹-۴ محاسبه گرادیان شار حرارتی تشعشعی (   )    ۳۲
۲-۱۰ معادلات بدون بعد    ۳۳
۲-۱۱ پارامترهای مورد بررسی    ۳۵
۲-۱۱-۱ دمای متوسط    ۳۵
۲-۱۱-۲ عدد نوسلت    ۳۶
فصل سوم:روش حل معادلات    ۳۷
۳-۱ مقدمه    ۳۷
۳-۱-۱ روش اختلاف محدود    ۳۸
۳-۱-۲ روش المان محدود    ۳۹
۳-۱-۳ روش حجم محدود    ۳۹
۳-۲ شبکه محاسباتی و حجمهای کنترلی    ۴۰
۳-۳ روش طولهای مجزا    ۴۲
۳-۳-۱ معادلات طولهای مجزا    ۴۳
۳-۳-۲ انتخاب جهت در روش طولهای مجزا    ۴۴
۳-۴ گسسته کردن معادلات تشعشعی با روش طولهای مجزا    ۴۵
۳-۵ حل معادلات جبری خطی    ۴۹
۳-۶ فضای شبکه    ۵۰
۳-۷ روش حل و برنامه کامپیوتری    ۵۱
۳-۸ همگرایی    ۵۲
۳-۹ محاسبه عدد نوسلت و دیگر پارامترها    ۵۴
فهرست مراجع    ۵۵

مراجع

۱-Y. Nagano, M. Tagawa and T. Tsuji, An improved two-equation heat transfer model for wall turbulent shear flows, Proc. ASME/JSME Thermal Engineering joint conference (Edited by J. Lloyd and Y. Kurosaki), 3 (1991) 233–۲۴۰٫

۲-H. Versteeg and W. Malalasekera, An Introduction to Computational Fluid Dynamics the Finite Volume Method, ed., Longman Scienific & Technical, England, (1995).

۳-Y. T. Chen, J. H. Nie, B. F. Armaly and H. T. Hsieh, Turbulent separated convection flow adjacent to backward-facing step—effects of step height, Int. J. Heat and Mass Transfer, 49 (2006) 3670–۳۶۸۰٫

۴-M. S. KO, Numerical simulation of three-dimensional combined convective heat transfer in rectangular channels, Ph.D. thesis, Texas A&M University (2007).

۵-M. F. Modest, Radiative Heat Transfer, McGraw-Hill, New York (2003)

۶-S. V. Patankar and D. B. Spalding, A calculation procedure for heat, mass and momentum transfer in three-dimensional parabolic flows, International Journal of Heat and Mass Transfer, 15 (10) (1972) 1787–۱۸۰۶٫

۷-S. K. Mahapatra, B. K. Dandapat and A. Sarkar, Analysis of combined conduction and radiation heat transfer in presence of participating medium by the development of hybrid method, Journal of Quantitative Spectroscopy & Radiative Transfer, 102 (2006) 277–۹۲٫

۸-J. R. Tsai and M. N. Ozisik, Radiation and laminar forced convection of non-newtonian fluid in a circular tube, International Journal of Heat and Fluid Flow, 10 (4) (1989) 361–۳۶۵٫

۹-B. F. Armaly, F. Durst, J. C. F. Pereira and B. Schnung, Experimental and theoretical investigation of backward-facing step flow, Journal of Fluid Mechanics, 127 (1983) 473–۹۶٫

۱۰-B. F. Armaly, A. Li and J. H. Nie, Measurements in three-dimensional separated flow, Int. J. Heat Mass Transfer, 46 (19) (2003) 3573–۳۵۸۲٫

۱۱-A. B. Ansari and S. A. Gandjalikhan Nassab, Study of laminar forced convection of radiating gas over an inclined backward facing step under bleeding condition using the blocked-off method, ASME, J. Heat transfer, 133 (7) (2011) 072702.

۱۲-Y. Nagano and M. Tagawa, An improved k–ε model for boundary layer flows, J. Fluids Engng, 112 (1990) 33–۳۹٫

۱۳-K. Abe, T. Kondoh and Y. Nagano, A new turbulence model for predicting fluid flow and heat transfer in separating and reattaching flows—I. Flow field calculations, Int. J. Heat Mass Transfer, 37 (1) (1994) 139–۱۵۱٫

فصل اول:مقدمه

 ۱-۱ مقدمه

جریان سیال با جابه‌جایی اجباری در کانال‌هایی که دارای انبساط یا انقباض ناگهانی در سطح مقطع خود هستند، به طور گسترده در کاربردهای مهندسی مشاهده می‌شود. به عنوان مثال می‌توان، از وسایل تولید توان، پخش کننده­ها، مبدل‌های حرارتی و خنک‌کاری در وسایل الکترونیکی نام برد. درجریان اجباری داخل چنین هندسه‌هایی جدایی جریان و جریان بازگشتی به دلیل تغییرات ناگهانی در هندسه جریان رخ می‌دهد. در بسیاری موارد مانند جریان گاز بر روی پره‌های توربین و یا جریان گاز ناشی از محصولات احتراق، انتقال حرارت تشعشعی نقش مهمی را ایفا می‌کند. همچنین افزایش دما در سیستم‌های صنعتی امروزی، باعث شده است که مکانیزم انتقال حرارت تشعشعی بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد. در نتیجه برای دستیابی به نتایج دقیق‌تر، می‌بایستی جریان گاز را مانند یک محیط شرکت کننده در انتقال حرارت تشعشعی درنظر گرفت و تمام پدیده‌های انتقال حرارت شامل جابه‌جایی، هدایت و تشعشع را به طور همزمان مورد بررسی قرار داد.

یکی از هندسه‌هایی که در آن جدایی جریان اتفاق می‌افتد، کانال­هایی با پله پسرونده است. اگرچه هندسه این کانال­ها در ظاهر ساده به نظر می‌رسد، اما جریان سیال و انتقال حرارت بر روی این پله‌ها پیچیدگی‌های زیادی را شامل می‌شود. به گونه‌ای که از چنین هندسه‌هایی به عنوان هندسه معیار برای معتبرسازی نتایج استفاده می‌شود [۱].

۱-۲ بررسی مقالات و مطالعات انجام شده

حل تمامی مسائل مربوط به جریان آرام سیال چسبنده، به حل معادلات کلی مومنتوم و انرژی برمی­گردد. متأسفانه این معادلات به صورت غیر خطی می­باشند و هیچ روش تحلیلی معینی جهت حل این معادلات وجود نداشته و حل دقیق معادلات تنها پس از برخی ساده سازی ها قابل دسترس است. به عنوان مثال یک منبع دقیق در مورد جریان داخل کانال با هندسه های مختلف توسط Schlichting [2] ارائه شده است، اما فرضیات صورت گرفته جهت ساده سازی برای حل دقیق این معادلات چندان مناسب و منطقی نیستند. بنابراین، این معادلات تنها از طریق تخمین عددی قابل حل می­باشند.

حل تخمینی معادلات مومنتوم و انرژی از دیر زمان مورد مطالعه قرار گرفته است. یک مطالعه مناسب توسط Shah و London [3] ارائه شد که در آن حل عددی مسائل مربوط به جریان سیال در هندسه­های مختلف از قبیل لوله، صفحات موازی و کانال های مستطیلی مورد بررسی قرار گرفت. روش به کار رفته برای حل عددی معادلات مومنتوم و انرژی در این مطالعه، روش اختلاف محدود بود. اگرچه این مطالعه یک منبع مناسب به شمار می رفت اما همه راه حل­ها بر این فرض استوار بود که تمام خواص سیال ثابت در نظر گرفته شوند. تعدادی از خواص سیال وابستگی بالایی به دما دارند و فرض وابستگی این خواص به دما منجر به حل دقیق­تر معادلات مومنتوم و انرژی خواهد شد. به عنوان مثال لزجت وابسته به دما تأثیرات فراوانی بر توزیع سرعت و دما خواهد داشت. بنابراین، آنالیزی کامل است که تأثیرات دما بر خواص سیال را در حل معادلات لحاظ کند.

جریان و انتقال حرارت در هندسه‌هایی مانند کانال با پله پسرو توسط محققین زیادی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است، بطور مثال  Armalyو همکاران ]۵و۴[ جریانی دما ثابت را با در نظر گرفتن حالتهای آرام، گذرا و آشفته بصورت تجربی و عددی آنالیز نمودند.

از معروفترین اندازه­گیریهای انجام شده در جریانهای آشفته با جابه‌جایی اجباری در داخل کانال و در پایین دست پله­ای پسرو می­توان به بررسی­های Adams و همکاران ]۶ [و همچنین  Vogelو Eaton ]7[ اشاره نمود، بطوریکه بسیاری از محققین، از جمله Abe و همکاران ]۹و۸[، Rhee و Sung ]10[ و Park و همکاران ]۱۱[ پس از ارائه روشهایی نوین در حل عددی این جریان­ها، نتایج خود را با این مراجع اعتبارسنجی ­کردند.

در تمامی مطالعاتی که در بالا ذکر شد، از اثرات انتقال حرارت تشعشعی در آنالیز مسئله صرفنظر شده است. به طوریکه معادله انرژی تنها شامل ترم­های جابه‌جایی و هدایت می‌باشد. تحلیل همزمان تشعشع و جابه‌جایی اجباری داخل کانال­ها از پیچیدگی خاصی برخوردار است، بدلیل اینکه معادله انرژی برای جابه‌جایی اجباری به مسئله تشعشع وابسته شده و بایستی به صورت همزمان حل گردند.

در هر حال، انتقال حرارت تشعشعی به همراه جریان سیال با جابه‌جایی اجباری یکی از مهمترین مسائل مورد بحث در کاربردهای مهندسی مانند خنک کاری پره­های توربین، مبدل‌های حرارتی و محفظه‌های احتراق است. زمانی که گاز جاری همانند یک محیط شرکت کننده در انتقال حرارت تشعشعی رفتار می‌کند، خواص تشعشعی آن که عبارتند از جذب، صدور و پخش، پیچیدگی‌های بسیار زیادی را در شبیه‌سازی این نوع جریان‌ها اعمال می‌کنند. Viskanta ]12[ این موضوع را به خوبی در مطالعات خود نشان داد.

در رابطه با بحث انتقال حرارت تشعشی داخل کانال­ها، تحقیقات اندکی موجود است که محدود به جریان داخل لوله و یا بین دو صفحه موازی می­شود. برای مثال، Campo و Schuler ]13[ ترکیب جابه‌جایی و تشعشع در ناحیه توسعه یافتگی حرارتی داخل لوله را با در نظر گرفتن   جریان­های آرام و آشفته مورد بررسی قرار دادند.

Azad و Modest ]14[ جریان آشفته با جابه‌جایی اجباری به همراه انتقال حرارت تشعشعی در داخل لوله‌ها را بررسی نمودند. در مطالعه آنها، گاز همانند یک محیط شرکت کننده در انتقال حرارت تشعشعی نقش داشت، به گونه‌ای که آنها اثرات جذب، صدور و پخش غیرهمگن گاز را در محاسبات مربوط مدنظر قرار دادند.

Yener و Fong ]15[ جابه‌جایی اجباری آرام در داخل لوله، با در نظر گرفتن تشعشع ولی بدون لحاظ کردن اثرات صدور سیال را مورد بررسی قرار دادند.

Bouali و Mezrhab ]16[ جریان اجباری به همراه انتقال حرارت تشعشعی در یک کانال عمودی با دیواره‌های هم‌دما را مورد مطالعه قرار دادند. آنها به این نتیجه رسیدند که تشعشع صادر شده از سطح تأثیر به­سزایی بر روی عدد نوسلت در رینولدزهای بالا دارد.

جریان آشفته با جابه‌جایی آزاد و اجباری و با درنظر گرفتن اثرات تشعشع در کانال­های عمودی به روش گردابه‌های بزرگ[۱] توسط Barhaghi و Davidson ]17[ شبیه‌سازی شد. آنها در کار خود، دو حالت خاص را مورد بررسی قرار دادند که این دو حالت شامل دو مقدار مختلف برای نسبت عدد گراشف به عدد رینولدز و بر مبنای شار حرارتی دیواره‌ها و عرض کانال، می‌شد. علاوه بر این شرایط مرزی شامل شار حرارتی ثابت بر روی یک دیواره و عایق بودن سایر دیواره‌ها بوده است. همچنین از اثرات تشعشع در جهت عرضی[۲] نیز صرفه‌نظر شده بود. آنها در مطالعه خود نشان دادند که تغییرات خواص، اثرات بسیار زیادی را بر روی توزیع دما می‌گذارد.

در سال ۲۰۱۱ انصاری و گنجعلیخان نسب ]۱۸[ جریان توسعه یافته آرام با جابه‌جایی اجباری در داخل یک کانال با پله شیب دار تحت شرایط دمش و مکش را با درنظر گرفتن اثرات تشعشع مطالعه کردند. در این مطالعه تأثیر پارامترهای مختلف بر روی عدد نوسلت مورد بررسی قرار گرفت.

[۱] Large Eddy

[۲] Span-wise

تمامی فایل های پیشینه تحقیق و پرسشنامه و مقالات مربوطه به صورت فایل دنلودی می باشند و شما به محض پرداخت آنلاین مبلغ همان لحظه قادر به دریافت فایل خواهید بود. این عملیات کاملاً خودکار بوده و توسط سیستم انجام می پذیرد. جهت پرداخت مبلغ شما به درگاه پرداخت یکی از بانک ها منتقل خواهید شد، برای پرداخت آنلاین از درگاه بانک این بانک ها، حتماً نیاز نیست که شما شماره کارت همان بانک را داشته باشید و بلکه شما میتوانید از طریق همه کارت های عضو شبکه بانکی، مبلغ  را پرداخت نمایید.