جریان حول اجسام جریان بند

جریان حول اجسام جریان بند

بیش ازیكصدسال پیش تا كنون جریان حول اجسام جریان بند ( مانع) با سطح مقطع دایره ای ومربعی، توجه بسیاری ازمحققین را به خودجلب كرده است. موضوع جریان حول این اجسام وپدیده پخش گردابه ناشی ازآن به خاطر وجودكاربردهای عملی درمهندسی ازاهمیت زیادی برخورداراست ؛ ازجمله كاربردهای عملی این نوع جریان ها، می توان به جریان حول دودكش ها ، ساختمانها وسازه های بلند، سازه های دریایی، پلهای معلق، بال هواپیما، پروانه كشتی ودكل ها وبسیاری ازموارددیگراشاره نموداین نوع جریان اغلب شامل پدیده های پیچیده ای ازقبیل جدایش جریان ، ویك، جریان های برشی ، جریان گردابه ای وپخش گردابه هستند. دراعداد رینولدزبسیاركم ، جریان حول این گونه اجسام كاملا" به آنها چسبیده وجدایش رخ نمی دهد باافزایش عددرینولدز، جریان ازسطح آنها جدا شده ویك جفت گردابه متقارن درپشت آنها تشكیل می شودكه با افزایش عددرینولدز،ابعادگردابه ها نیزبزرگترمی شود. با افزایش بیشترعددرینولدزگردابه ها حالت نوسانی پیدا كرده ودرجریان پخش می شوددراین حالت جریان ازحالت دائم به حالت غیردائم تبدیل می شود. درحالیكه این گونه هندسه ها ازلحاظ مكانیك سیالات به طور وسیعی توسط محققین بررسی شده اند مساله انتقال حرارت دراین هندسه ها به آن گستردگی بررسی نشده ونیازمند مطالعات بیشتری است، لذا سعی شده است دراین تحقیقات بیشتربه جنبه انتقال حرارتی این گونه هندسه ها توجه گردد.

فهرست مطالب:

فصل اول: دیباچه

1-1- مقدمه......................................................................................................... 2

2-1-رفتار جریان روی موانع............................................................................. 3

4-1-تحریك لایه مرزی....................................................................................... 5

5-1-تاریخچه مطالعات و تحقیقات انجام شده..................................................... 7

7-1-هدف پروژه............................................................................................... 11

فصل دوم: معادلات حاكم بر جریان

1-2-معادلات حاكم در جریان آرام.................................................................. 13

2-2-توصیف فرآیندهای سیال و ساده‌سازی آن‌ها.......................................... 15

3-2-مفهوم جریان آرام.................................................................................... 17

4-2-نیروهای برشی و فشاری......................................................................... 18

5-2- رابطه بین اصطكاك سیال و انتقال حرارت.............................................. 19

6-2-مفهوم انفصال........................................................................................... 19

7-2-طرح QUICK............................................................................................. 21

8-2-انفصال معادلات حاكم.............................................................................. 26

1-8-2-انفصال جمله وابسته به زمان.......................................................... 27

2-8-2- انفصال جملات جابه‌جایی............................................................... 28

3-8-2-انفصال جملات پخش....................................................................... 30

4-8-2-ضرایب جبری معادله انفصال......................................................... 30

9-2-شبكه جابه‌جا شده..................................................................................... 33

10-2-الگوریتم سیمپل....................................................................................... 35

فصل سوم: اجرای برنامه توسط نرم‌افزار Fluent

1-3- مقدمه....................................................................................................... 41

2-3-تولیدهندسه مسئله درنرم افزارGambit))................................................ 41

اجرای برنامهFluent) )..........................................................................................

فصل چهارم: بررسی عملكرد برنامه و نتایج

4- مقدمه............................................................................................................ 57

1-4- بررسی نتایج حاصل از هندسه اول ....................................................... 58

1-1-4- بررسی توزیع عدد ناسلت موضعی در سطوح مختلف مانع مربعی.... 58

2-1-4- بررسی تغییرات عدد ناسلت متوسط با افزایش عدد رنولدز روی سطوح مختلف مانع      63

3-1-4- بررسی متوسط عدد ناسلت روی كل سطح مانع مربعی..................... 64

2-4- بررسی نتایج حاصله از هندسه دوم....................................................... 65

1-2-4- بررسی كانتورهای جریان................................................................... 65

2-2-4- تأثیر فاصله مانع از دیواره كانال بر عدد ناسلت................................ 73

3-2-4- تأثیر افزایش عدد رینولدز بر ناسلت میانگین...................................... 77

4-2-4- تأثیر مانع مربعی بر ضریب اصطكاك................................................ 79

3-4- بررسی نتایج حاصله از هندسه سوم...................................................... 86

1-3-4- بررسی تغییرات عدد ناسلت بر افزایش عدد رینولدز در نسبت‌های  متغیر       87

2-3-4- بررسی تغییرات عدد ناسلت متوسط بر حسب تغییر فاصله بین دو مانع 88

3-3-4- مقایسه ضریب درگ و برا برای موانع مربعی.................................... 89

4-3-4- تأثیر افزایش فاصله موانع بر ضریب درگ......................................... 90

4-4- جمع‌بندی و نتایج...................................................................................... 94

5-4- پیشنهادات و کار های آینده..................................................................... 95

6-4- فهرست مراجع.............................................................................................