مطالعه و بررسی جریان سیال و انتقال حرارت

اختصاصی از حامی فایل مطالعه و بررسی جریان سیال و انتقال حرارت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فایل بصورت ورد (قابل ویرایش) و در 215 صفحه می باشد

مقدمه

1-1  جدایش جریان

محدوده مقادیر لزجت در سیالات مختلف بسیار وسیع است. مثلاً لزجت هوا در فشارها و درجه حرارت­های معمول، نسبتاً کوچک است. این مقدار کوچک لزجت در بعضی شرایط، نقش مهمی در توصیف رفتار جریان ایفا می­کند. یکی از اثرات مهم لزجت سیالات در تشکیل لایه­ مرزی[1] است.

جریان سیالی که بر روی یک سطح صاف و ثابت حرکت می­کند را در نظر بگیرید. به تجربه ثابت شده است که سیال در تماس با سطح به آن می­­چسبد (شرط عدم لغزش[2]). این پدیده باعث می­شود که حرکت سیال در یک لایه نزدیک به سطح کند شود و ناحیه­ای به ­نام لایه ­­­مرزی بوجود می­آید. در داخل لایه مرزی سرعت سیال از مقدار صفر در سطح به مقدار کامل خود افزایش    می­یابد، که معادل سرعت جریان در خارج از این لایه است. بعبارت دیگر، در لایه ­مرزی سرعت افقی در امتداد عمود بر سطح تغییر می­کند، که این تغییرات در نزدیکی سطح بسیار شدید است.

[1]. Boundary Layer

[2]. No-Slip Condition

فصل اول: مقدمه                                                                                                             1

      1-1 جدایش جریان   .......................................................................................................................................................................................... 1

1-2 نحوه تشکیل و پخش گردابه ........................................................................................................................................................... 7

1-3 کاربرد جریان­بندها در مهندسی ............................................................................................................................................... 18

فصل دوم: مروری بر فعالیت­های تحقیقاتی گذشته                                                       21

2-1 مقدمه ....................................................................................................................................................................................................... 21

2-2  هندسه یک سیلندری در جریان آرام ........................................................................................................................... 21

2-3  هندسه یک سیلندری در جریان مغشوش ................................................................................................................ 31

2-4  هندسه چند سیلندری در جریان آرام  .......................................................................................................................... 39

2-5  هندسه چند سیلندری در جریان مغشوش  .............................................................................................................. 48

فصل سوم: بیان مسأله مورد نظر و معادلات حاکم بر آن                                               59

3-1  طرح مسأله فعلی و جایگاه آن  ............................................................................................................................................ 59

3-2  هندسه مسأله  ................................................................................................................................................................................... 62

3-3  معادلات حاکم در جریان آرام   ............................................................................................................................................ 63

3-3-1 میدان جریان سیال  ........................................................................................................................................................ 63

3-3-2 میدان دما و انتقال حرارت ........................................................................................................................................ 67

3-4 معادلات حاکم در جریان مغشوش .................................................................................................................................... 69

 3-4-1 میدان جریان سیال و دما ........................................................................................................................................ 69

3-5  جمع­بندی معادلات  ..................................................................................................................................................................... 72

3-6  روش حل مسأله  ............................................................................................................................................................................. 74

3-7  شرایط مرزی و نحوه اعمال آنها ......................................................................................................................................... 87

3-7-1  مقدمه  ..................................................................................................................................................................................... 87

3-7-2  شرط مرزی ورودی ...................................................................................................................................................... 87

3-7-3  شرط مرزی خروجی  ................................................................................................................................................... 89

3-7-4  شرط مرزی دیوار  ........................................................................................................................................................... 90

3-7-5  شرط مرزی تقارن   ........................................................................................................................................................ 92

فصل چهارم: نتایج جریان آرام                                                                                                                                          94

4-1 مقدمه ...................................................................................................................................................................................................... 94

4-2 مقایسه نتایج بدست آمده برای هندسه یک سیلندری با نتایج موجود ................................................ 95

4-3 مطالعه شبکه ..................................................................................................................................................................................... 99

4-4 مطالعه نسبت انسداد ................................................................................................................................................................  105

4-5 تحلیل نتایج رژیم جریان آرام ...........................................................................................................................................  118

    4-5-1 تحلیل نتایج جریان سیال برای فاصله بین سیلندری ثابت G=5 ........................................  118

    4-5-2 تحلیل نتایج جریان سیال برای فواصل بین سیلندری مختلف ................................................  138

    4-5-3 تحلیل نتایج انتقال حرارت و میدان دما ..................................................................................................... 147

فصل پنجم: نتایج جریان مغشوش                                                                                                                                     161

5-1 مقدمه ..................................................................................................................................................................................................... 161

5-2 تحلیل نتایج بدست آمده برای جریان سیال ..........................................................................................................  162

         5-3 تحلیل نتایج میدان دما و انتقال حرارت ................................................................................................................... 178

جمع­بندی نتایج و ارائه پیشنهادات                                                                           183

پیوستها

        پیوست الف: متن کامل مقاله ارائه شده در دهمین کنفرانس دینامیک شاره­ها 1385 ..................... 186

        پیوست ب: متن کامل مقاله پذیرفته شده جهت ارائه در کنفرانسISME2007 .............................. 197

        پیوست ج: استخراج معادلات حاکم بر جریان و نحوه بی­بعد کردن آنها ....................................................... 203

        پیوست د: محاسبه مشتق اول با دقت مرتبه دوم در یک نقطه در شبکه غیر یکنواخت ................... 212

فهرست منابع                                                                                                            215

پایان نامه رشته برق بررسی اثرات هارمونیک های ولتاژ و جریان بر روی ترانسفورماتورهای قدرت

اختصاصی از حامی فایل پایان نامه رشته برق بررسی اثرات هارمونیک های ولتاژ و جریان بر روی ترانسفورماتورهای قدرت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

دانلود پایان نامه رشته برق بررسی اثرات هارمونیک های ولتاژ و جریان بر روی ترانسفورماتورهای قدرت با فرمت ورد و قابل ویرایش تعداد صفحات 100

دانلود پایان نامه آماده

چکیده :

در این پایان نامه (پژوهش) به مطالعه ارتباط بین منحنی مغناطیس شوندگی هسته ترانسفور ماتور و ناپایداریهای هارمونیکی ناشی از آن می پردازیم .سپس انواع هارمونیک های ولتاژ و جریان و اثرات آنها را بر روی سیستم های قدرت ، در حالات مختلف مورد بررسی قرار   می دهیم0 در قسمت بعد به بررسی چگونگی حذف هارمونیک ها در ترانسفور ماتور های قدرت با استفاده از اتصالات ستاره ومثلث سیم پیچی ها می پردازیم .و در نها یت نیز جبرانکننده ها ی استاتیک و فیلتر ها را به منظور حذف  هارمونیک های سیستم قدرت مورد مطالعه قرار می دهیم.

مقدمه :

در سیستم  های قدرت پیشرفته انرژی الکتریکی توسط ژنراتورهای سه فاز تولید می شود که پس از انتقال به صورت سه فاز توزیع می شود . به دلایل اقتصادی از ایستگاه تا مصرف ولتاژ چندین بار افزایش و کاهش می یابد .در هر باز افزایش و کاهش ولتاژ ت سه فاز موردنیاز است . بدین جهت در سیستم  های قدرت سه فاز از تعداد زیادی ترانسفورماتور سه فاز استفاده می شود . برای هر تبدیل ولتاژ از مقداری به مقدار دیگر ممکن است از سه واحد ترانسفورماتور تک فاز یا یک واحد ترانسفورماتور سه فاز استفاده شود . در ترانسفورماتورهای قدرت و توزیع جریان تحریک تنها درصد کوچکی ( 2 تا 6%) از جریان نامی است . پدیده هارمونیک در ترانسفورماتورهای قدرت بسیار مهم است . زیرا تحت شرایط معینی هارمونیک های جریان تحریک باعث عمل عمدی تجهزات حفاظتی می گردند ممکن است باعث تداخل در مدارهای مخابراتی شوند . نظر به این مسئله مهندسین مخابرات و سیستم  انرژی باید قادر به بررسی و حذف چنین شرایط باشند . از این رو هارمونیک در ترانسفورماتور از اهمیت ویژه ای برخوردار است . اولین مورد از مشکلات اعوجاجات هارمونیکی در سال 1893 در شهر هارتفورد امریکا پیش آمد،به این صورت که یک موتور الکتریکی با گرم شدن زیاد باعث خرابی عایقبندی خود شد. پس از آزمایشات معلوم شد که علت این امر تشدید ایجاد شده در خط انتقال ، ناشی از وجود هارمونیکها بوده است. مشکل بعدی ،یک ژنراتور سه فاز 125 هرتز با ولتاژ 8/3  کیلوولت ساخت شرکت جنرال الکتریک امریکا بود. در این موردهمه محاسبات با تقریبهای خوبی انجام شده بودولی بازهم تشدید در خط انتقال بود . با محاسبه اندوکتانس و ظرفیت خازنی خط انتقال و احتمالاً اندوکتانس بار،مشاهده شد که در فرکانس حدود 1600 هرتز ( هارمونیک سیزدهم‌ ) در خط تشدید ایجاد می شود.شکل موجهای ولتاژ ژنراتور نیروگاه و موتور سنکرون دارای مؤلفه های هارمونیکی قابل توجه بودند. این فرایند محاسبات واندازه گیری توسط یک موج نمای ساده در آن سال انجام شد که شکل موج را به صورت نقطه به نقطه از طریق قطع و وصل مرتب یک زبانه ،نمونه گیری می کرد. امروزه با استفاده از هارمونیک سنجهای دیجیتال و با بکارگیری الگوریتم های سریع " تبدیل فوریه گسسته " می توان بصورت بدون وقفه اعوجاجات هارمونیکی را اندازه گیری کرد. دو سال بعداز اولین مورد مشاهده مشکلات هارمونیکی ، شرکتهای وستینگهاوس و جنرال الکتریک، طرحهای جدیدی را برای ژنراتورها معرفی نمودند که در این طرح ها، از سیم پیچهای غیر متمرکز در آرمیچر استفاده کردند و به تبع آن شکل موج را بهبود بخشیده و به اصطلاح سینوسی تر کردند. مشکل دیگر هارمونیکها در شکل موج ژنراتورها ، مربوط به جریان بسیار زیاد نول ژنراتورهایی بود که به صورت موازی نصب و مستقیماً زمین می شدند. امروزه این مساله کاملاً شناخته شده است و مربوط به هارمونیک سوم ولتاژ و صفر بودن توالی این هارمونیک در ماشینهایی می باشد که به صورت ستاره بسته شده اند.

فهرست مطالب

عنوان    صفحه
مقدمه    1
فصل اول: شناخت ترانسفورماتور    6
1-1 مقدمه    7
2-1 تعریف ترانسفورماتور    7
3-1 اصول اولیه    7
4-1 القاء متقابل    7
5-1 اصول کار ترانسفورماتور    9
6-1 مشخصات اسمی ترانسفورماتور    12
1-6-1 قدرت اسمی    12
2-6-1 ولتاژ اسمی اولیه    12
3-6-1 جریان اسمی    12
4-6-1 فرکانس اسمی    12
5-6-1 نسبت تبدیل اسمی    13
7-1 تعیین تلفات در ترانسفورماتورها    13
1-7-1 تلفات آهنی    13
2-7-1 تلفات فوکو در هسته    13
3-7-1 تلفات هیسترزیس    14
4-7-1 مقدار تلفات هیسترزیس    16
5-7-1 تلفات مس    16
8-1 ساختمان ترانسفورماتور    17
1-8-1 مدار مغناطیسی (هسته)    17
2-8-1 مدار الکتریکی (سیم پیچها)    17
1-2-8-1 تپ چنجر    18
2-2-8-1 انواع تپ چنجر    18
3-8-1 مخزن روغن    19
مخزن انبساط    19
4-8-1 مواد عایق    19
الف - کاغذهای عایق    20
ب - روغن عایق    20
ج - بوشینکهای عایق    20
5-8-1 وسایل حفاظتی    21
الف – رله بوخهلتس    21
ب – رله کنترل درجه حرارت سیم پیچ    22
ج – ظرفیت سیلی گاژل    23
9-1 جرقه گیر    24
1-10 پیچ ارت    24
فصل دوم: بررسی بین منحنی B-H و آنالیز هارمونیکی جریان مغناطیس کننده    26
1-2 مقدمه    27
2-2 منحنی مغناطیس شوندگی    27
3-2 پس ماند (هیسترزیس)    30
4-2 تلفات پس ماند (تلفات هیسترزیس)    32
5-2 تلفات هسته    32
6-2 جریان تحریک    33
7-2 پدیده تحریک در ترانسفورماتورها    33
8-2 تعریف و مفهوم هارمونیک ها    36
1-8-2 هارمونیک ها    36
2-8-2 هارمونیک های میانی    37
9-2 ناپایداری هارمونیکی مرتبط با هسته ترانس در سیستمهای AC-DC    37
10-2 واکنشهای فرکانسی AC-DC    37
11-2 چگونگی ایجاد ناپایداری    39
12-2 تحلیل ناپایداری    40
13-2 کنترل ناپایداری    41
14-2 جریان مغناطیس کننده ترانسفورماتور    42
1-14-2 عناصر قابل اشباع    42
2-14-2 وسایل فرومغناطیسی    43
فصل سوم : تأثیر هارمونیکهای جریان ولتاژ روی ترانسفورماتورهای قدرت    46
1-3 مقدمه    47
2-3 مروری بر تعاریف اساسی    47
3-3 اعوجاج هارمونیکها در نمونه هایی از شبکه    49
4-3 اثرات هارمونیک ها    51
5-3 نقش ترمیم در سیستمهای قدرت با استفاده از اثر خازنها    52
1-5-3 توزیع هارمونیکهای جریان در یک سیستم قدرت بدون خازن    52
2-5-3 توزیع هارمونیکهای جریان در یک سیستم پس از نصب خازن    52
6-3 رفتار ترانسفورماتور در اثر هارمونیکهای جریان    54
7-3 عیوب هارمونیکها در ترانسفورماتور    54
1-7-3 هارمونیکهای جریان    54
1) اثر بر تلفات اهمی    54
2) تداخل الکترومغناطیسی با مدارهای مخابراتی    54
3) تأثیر بر روی تلفات هسته    55
2-7-3 هارمونیک های ولتاژ    55
1) تنش ولتاژ روی عایق    55
2) تداخل الکترواستاتیکی در مدارهای مخابراتی    55
3) ولتاژ تشدید بزرگ    56
8-3 حذف هارمونیکها    56
1) چگالی شار کمتر    56
2) نوع اتصال    57
3) اتصال مثلث سیم پیچی اولیه یا ثانویه    57
4) استفاده از سیم پیچ سومین    57
5) ترانسفورماتور ستاره – مثلث زمین    57
9-3 طراحی ترانسفورماتور برای سازگاری با هارمونیک ها    58
10-3 چگونگی تعیین هارمونیکها    59
11-3 اثرات هارمونیکهای جریان مرتبه بالا روی ترانسفورماتور    59
12-3 مفاهیم تئوری    60
1-12-3 مدل سازی    60
13- 3 نتایج عمل    61
14-3 راه حل ها    62
15-3 نتیجه گیری نهایی    62
فصل چهارم: بررسی عملکرد هارمونیک ها در ترانسفورماتورهای قدرت    63
1-4 مقدمه    64
2-4- پدیده هارمونیک در ترانسفورماتور سه فاز    64
3-4 اتصال ستاره    68
1-3-4 ترانسفورماتورهای با مدار مغناطیسی مجزا و مستقل    68
2-3-4 ترانسفورماتورها با مدار مغناطیسی پیوسته یا تزویج شده    71
4-4 اتصال Yy ستاره با نقطه خنثی    72
5-4 اتصال Dy    72
6-4 اتصال yd    73
7-4 اتصال Dd    74
8-4 هارمونیک های سوم در عمل ترانسفورماتور سه فاز    74
9-4 سیم پیچ ثالثیه یا پایدارکننده    76
10-4 تلفات هارمونیک در ترانسفورماتور    77
1-10-4 تلفات جریان گردابی در هادی های ترانسفورماتور    77
2-10-4 تلفات هیسترزیس هسته    77
3-10-4 تلفات جریان گردابی در هسته    78
4-10-4 کاهش ظرفیت ترانسفورماتور    79
فصل پنجم: جبران کننده های استاتیک    80
1-5 مقدمه    81
2-5 راکتور کنترل شده با تریستور TCR    81
1-2-5 ترکیب TCR و خازنهای ثابت موازی    87
3-5 راکتور اشباع شدهSCR    88
1-3-5 شیب مشخصه ولتاژ    89
نتیجه گیری     91
منابع و مآخذ    92
چکیده به زبان انگلیسی    94
 
فهرست تصاویر

عنوان    صفحه
فصل اول    6
شکل1-1: نمایش خطوط شار    8
شکل2-1: شمای کلی ترانسفورماتور    9
شکل3-1: رابطه فوران و نیروی محرکه مغناطیسی    11
شکل4-1: نمایش منحنی های هیستر زیس    15
شکل5-1: نمایش بوشیگ های عایق    20
شکل6-1: یک نمونه رله    22
شکل7-1: رله کنترل درجه حرارت سیم پیچ ها    23
شکل8-1: ظرف سیلی کاژل    23
شکل9-1: شمای کلی یک ترانسفورماتور با مخزن روغن و سیستم جرقه گیر    24
شکل10-1: نمایش پیچ ارت    25
فصل دوم    26
شکل1-2: نمایش شدت جریان در هسته چنبره شکل    28
شکل2-2: منحنی مغناطیس شوندگی    29
شکل3-2: منحنی مغناطیس شوندگی    29
شکل4-2: منحنی های هیستر زیس    31
شکل5-2: حلقه های ایستا و پویا    32
شکل6-2: شکل موج جریان مغناطیس کننده    34
شکل7-2: شکل موج جریان تحریک با پسماند    35
شکل8-2: شکل موج شار  برای جریان مغناطیس کننده سینوسی    36
شکل9-2: نمایش هارمونیک های توالی مثبت و منفی    38
شکل10-2: ترکیبdc توالی منفی تولید شده توسط مبدلHVDC    39
شکل11-2: نمایش امپدانس هایAC,DC در روش سیستم حوزه فرکانس    40
شکل12-2: مقایسه حالات مختلف اشباع    41
شکل13-2: مشخصه مغناطیسی ترانسفورماتور    42
شکل14-2: جریان مغناطیس کننده ترانس و محتوای هارمونیکی آن    43
شکل15-2: مدار معادلT برای یک ترانسفورماتور    44
شکل16-2: منحنی شار مغناطیسی برحسب جریان ترانسفورماتور    44
شکل17-2: نمونه شکل موج جریان مغناطیسی برای یک ترانسفورماتور    44
فصل سوم    46
شکل1-3: مولدهای هارمونی جریان    47
شکل2-3: هارمونیک پنجم با ضریب35%    48
شکل3-3: طیف هارمونیک ها    50
شکل4-3: جریان تحمیل شده روی جریان اصلی    50
شکل5-3: طیف هارمونیک ها    50
شکل6-3: جریان تحمیل شده روی جریان اصلی    50
شکل7-3: مسیر هارمونیکی جریان در سیستم بدون خازن    52
شکل8-3: مسیر هارمونی های جریان در سیستم پس از نصب خازن    53
شکل9-3: تداخل الکترو استاتیکی با مدارهای مغناطیسی    55
شکل10-3: ولتاژ تشدید بزرگ در اثر هارمونیک سوم    56
شکل11-3: ترانسفورماتور ستاره مثلث زمین، برای حذف هارمونیک های مضرب3    58
شکل12-3: طراحی ترانسفورماتور برای سازگاری با هارمونیک ها    58
شکل13-3: مدار معادل ساده شده سیم پیچ ترانسفورماتور    60
شکل14-3: توزیع ولتاژ در طول یک سیم پیچ    61
فصل چهارم    63
شکل1-4: نمودار برداری ولتاژهای مؤلفه اصلی، سوم، پنجم و هفتم    65
شکل2-4: نمودار برداری ولتاژهای اصلی، هارمونیک پنجم وهفتم    66
شکل3-4: نمایش نیروی محرکه الکتریکیemf اتصال ستاره در هر لحظه    66
شکل4-4:نمایش هارمونیک های سوم در اتصال مثلث    66
شکل5-4: مربوط به نوسان نقطه خنثی    70
شکل6-4: مسیر پارهای هارمونیک سوم (مضرب سه) در ترانسفورماتورهای سه فاز
نوع هسته ای    71
شکل7-4: ترانسفورماتور با اتصالY-yبدون بار    75
شکل8-4: سیم پیچ سومین (ثالثیه)    77
فصل پنجم    80
شکل1-5: ساختمان شماتیکTCR    81
شکل2-5: منحنی تغییرات  بر حسب زاویه هدایت  و زاویه آتش     83
شکل3-5: مشخصه ولتاژ- جریانTCR    84
شکل4-5: یک نمونه صافی با استفاده ازL.C    85
شکل5-5: حذف هارمونیک سوم با استفاده از مدارTCR با اتصال ستاره    86
شکل6-5: حدف هارمونیک های پنجم وهفتم با استفاده از مدار TCR با اتصال ستاره    86
شکل7-5: بررسی اختلال در شبکه قدرت قبل و بعد از استفاده از جبران کننده با خازن    87
شکل8-5: منحنی مشخصه ولتاژ- جریانSR    88
شکل9-5: حذف هارمونیک های شبکه قدرت با استفاده از راکتور اشباع شدهSR    88
شکل10-5: منحنی مشخصه ولتاژ- جریانSR با خازن اصلاح شیب    89
شکل 11-5 : حذف هارمونیکهای شبکه قدرت با استفاده از راکتور اشباع شده SR    89
شکل 12-5: منحنی مشخصه ولتاژ – جریان SR  با خازن اصلاح شیب    90
 
فهرست جداول

عنوان    صفحه
فصل دوم    
جدول1-2: مقادیر هارمونیک ها در جریان مغناطیسی یک ترانسفورماتور    45

راهکارهای حل نیمه دقیق و شبیه سازی عددی در مورد رفتار جریان سیال

اختصاصی از حامی فایل راهکارهای حل نیمه دقیق و شبیه سازی عددی در مورد رفتار جریان سیال دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده :

هدف این پایان‌نامه تحقیق در مورد راهکارهای حل نیمه دقیق از یک طرف و شبیه سازی عددی در مورد رفتار جریان سیال بر روی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار می‌باشد.

همچنین مقایسه نتایج بدست آمده بر روی سرریز اوجی بر اساس CFD یکی دیگر از اهداف این پایان‌نامه می‌باشد تا درمطالعات و طرحهای آتی با اطمینان خاطر بیشتر از مدلهای (CFD) استفاده گردد.

ضرورت تحقیق این پایان‌نامه گسترش استفاده از مدلهای (CFD) در داخل کشور می‌باشد بطوریکه مدلهای CFD در چند سال اخیر نقش بسزایی را در مسائل صنعتی و آکادمیک ایفا کرده است. در دو دهه قبل مسائل (CFD) به صورت آکادمیک مطرح بوده ولی در دهه اخیر در کشورهای پیشرفته رواج گستره‌ای در صنعت پیدا کرده است.

برای انتخاب بهترین طرح برای بسیاری از سدها باید با صرفه ترین و دقیق‌ترین روش را برای بررسی چگونی رفتار جریان بر روی سرریز در صورت وقوع سیل را در نظر گرفت. تا مدتی قبل استفاده از مدل فیزیکی تنها روش بررسی بوده ولی هم اکنون استفاده از روش (CFD) رواج گسترده‌ای پیدا کرده است که هزینه و زمان بررسی کردن را پایین آورده است.

در این پایان‌نامه نحوه رفتار جریان بر روی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار با استفاده از برنامه Fluent و تحت سطوح بالا برنده مورد بررسی قرار گرفته است.

برای شبکه‌بندی مدل تاج سرریز سدانحرافی گرمسار از نوع شبکه‌بندی چند بلوکی استفاده شده است مدل تاج سرریز نیز به چهار ناحیه تقسیم‌بندی شده است و در حل این پروژه از مدل Vof استفاده شده است. طبق نتایج حاصل از تحقیقات به عمل آمد بر روی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار برای 5/0=Hd/H بر روی تاج سرریز فشار منفی تشکیل نمی‌گردد و برای 1=Hd/H و 33/1=Hd/H بر روی تاج سرریز سد انحرافی گرمسار فشا منفی تشکیل می‌گردد.

فهرست مطالب :

چکیده

فصل اول : کلیات

مقدمه

CFD چیست؟

نقش CFD در دنیای فناوری مدرن امروزی

اهمیت انتقال حرارت و جریان سیال

متدهای پیشگویی

امتیازات یک محاسبه تئوری

هزینه کم

اطلاعات کامل

توانایی شبیه سازی شرایط واقعی

توانایی شبیه‌سازی شرایط ایده‌آل

نارساییهای محاسبه تئوری

انتخاب متد پیشگوی

یک برنامه CFD چگونه کار می‌کند؟

توضیح سازگاری و پایداری

فصل دوم : تاریخچه

تاریخچه

فصل سوم : مفاهیم اساسی پایان‌نامه

3-1- مقدمه

3-2- انتخاب دبی طرح برای سرریز

3-3- شکل‌گیری سرریز از نوع پیوند (Ogee)

3-4- سرریز WES

3-4-1- طراحی هیدرولیکی سرریز WES

3-4-1- اثر ارتفاع سرریز و ارتفاع آب در سراب بر ضریب C

3-4-2- اثر شیب بدنه در سراب بر ضریب C

3-4-3- اثر ارتفاع آب و رقوم کف در پایاب بر ضریب C

3-4-4- اثر پایه‌های پل و دماغه سواحل بر ضریب دبی جریان

3-4-5- طراحی بدنه سرریز WES

3-4-6- طراحی بدنه سرریز کوتاه بدون دریچه WES در تنداب‌ها

3-5- کنترل‌کاویتاسیون در سرریزهای بلند

فصل چهارم : آشنایی با برنامه Fluent Error! Bookmark not defined

روشهای حل عددی استفاده شده در مدل Fluent) Error! Bookmark not defined)

4-1 قابلیتها و محدودیتهای نرم‌افزار فلوئنت Error! Bookmark not defined

4-1-1- توانائیهای نرم‌افزار فلوئنت Error! Bookmark not defined

قابلییتهای مدلسازی فیزیکی Error! Bookmark not defined

الف- آشفتگی Error! Bookmark not defined

ب-احتراق/واکنشهای شیمیایی Error! Bookmark not defined

ج- تابش Error! Bookmark not defined

د- جریانهای چند فازی Error! Bookmark not defined

ه- جریانهای فاز گسسته Error! Bookmark not defined

و- گزینه‌های شرائط مرزی Error! Bookmark not defined

ز- توابع تعریف شونده توسط کاربر Error! Bookmark not defined

ح- سایر توانمندیها Error! Bookmark not defined

توانا ئیهای جدید نسخه‌های سری 6 نرم‌افزار فلوئنت Error! Bookmark not defined

4-1-2- محدودیتهای نرم‌افزار فلوئنت Error! Bookmark not defined

4-2- نگاهی گذرا به چگونگی استفاده از نرم‌افزار فلوئنت

4-2-1- چگونگی شبیه‌سازی جریان به روش CFD

4-2-2- راه‌ اندازی نرم‌افزار فلوئنت

راه‌اندازی نرم‌افزار فلوئنت در سیستم عامل UNIX

راه‌اندازی نرم‌افزار فلوئنت در سیستم عامل WINDOWS

4-3- روشهای حل معادلات

4-3-1 گسسته‌سازی معادلات Error! Bookmark not defined

4-3-1-1 روش تفاضل پیشرو مرتبه اول Error! Bookmark not defined

4-3-1-2- روش Power Law Error! Bookmark not defined

4-3-1-3- روش پیشرو مرتبه دوم Error! Bookmark not defined

4-3-1-4- روش QUICK Error! Bookmark not defined

4-3-1-5- شکل خطی شده معادله گسسته Error! Bookmark not defined

4-3-1-6- پارامتر Under-Relaxation Error! Bookmark not defined

4-3-2- روش حل Segregated Error! Bookmark not defined

4-3-2-1- گسسته‌سازی معادله ممنتم Error! Bookmark not defined

روشهای میانیابی فشار Error! Bookmark not defined

4-3-2-2- گسسته‌سازی معادله پیوستگی Error! Bookmark not defined

4-3-2-3- گوپلینگ سرعت-فشار Error! Bookmark not defined

الگوریتم SIMPLE Error! Bookmark not defined

روش SIMPLEC Error! Bookmark not defined

روش PISO Error! Bookmark not defined

تصحیح همسایه Error! Bookmark not defined

تصحیح تابیدگی Error! Bookmark not defined

رفتار ویژه نیروهای وزنی قوی در جریانهای چند فازی Error! Bookmark not defined

4-3-3- روش حل Coupled Error! Bookmark not defined

4-3-3-1- فرم برداری معادلات حاکم Error! Bookmark not defined

پیش شرط Error! Bookmark not defined

تجزیه تفاضل شار Error! Bookmark not defined

4-3-3-2- گام زمانی برای جریانهای پایا Error! Bookmark not defined

روش صریح Error! Bookmark not defined

4-3-3-3- گسسته‌سازی موقتی برای جریانهای ناپایا Error! Bookmark not defined

گام زمانی صریح Error! Bookmark not defined

قدم زنی دوگانه Error! Bookmark not defined

4-4 روش چند شبکه Error! Bookmark not defined

4-4-1 تقریب Error! Bookmark not defined

اصول روش چند شبکه‌ای Error! Bookmark not defined

انتقال اطلاعات Error! Bookmark not defined

چند شبکه‌ای بی‌سازمان Error! Bookmark not defined

4-3-3-4- چرخه‌های چند شبکه Error! Bookmark not defined

4-3-3-5- روش چند شبکه‌ای جبری AMG) Error! Bookmark not defined)

4-4- مدلهای تابشی و حرارتی Error! Bookmark not defined

4-4-1- کاربردهای انتقال حرارت تشعشعی Error! Bookmark not defined

4-4-2- تشعشع خارجی Error! Bookmark not defined

4-4-3- انتخاب یک مدل تشعشع Error! Bookmark not defined

4-4-4- مدل تابشی DTRM. Error! Bookmark not defined

- تئوری و معادلات حاکم مدل DTRM. Error! Bookmark not defined

مسیریابی پرتو Error! Bookmark not defined

دسته‌بندی Error! Bookmark not defined

شرط مرزی مدل DTRM در دیواره‌ها Error! Bookmark not defined

شرط مرزی مدل DTRM در ورودیها و خروجیهای جریان Error! Bookmark not defined

4-4-5- مدل تابشی P--1 Error! Bookmark not defined

تئوری و معادلات مدل P-1 Error! Bookmark not defined

- پراکندگی غیر همگن Error! Bookmark not defined

- اثرات ذره در مدل P-1 Error! Bookmark not defined

- شرط مرزی مدلP-1 در دیواره‌ها Error! Bookmark not defined

شرط مرزی مدل P-1 در ورودیها و خروجیهای جریان Error! Bookmark not defined

4-4-6- مدل تابشی راسلند Error! Bookmark not defined

- تئوری و معادلات مدل راسلند Error! Bookmark not defined

شرط مرزی راسلند در ورودیها و خروجیهای جریان Error! Bookmark not defined

4-4-7- مدل تابشی DO Error! Bookmark not defined

- تئوری و معادلات مدل DO Error! Bookmark not defined

4-5- جریانهای چندفازی 

4-5-1- مدل حجم سیال(VOF) 

4-5-1-1- تئوری مدل VOF 

میانیابی در مرز تقابل بین فازها 

- روش تجدید ساختار هندسی 

- روش Donor-Acceptor 

- روش صریح اولر 

- روش ضمنی 

- کشش سطح 

- چسبندگی دیواره 

4-5-2- چگونگی استفاده از مدل VOF 

- فعال سازی مدل VOF 

- تعریف فازها 

- فعال سازی کشش سطحی و چسبندگی دیواره 

- انتخاب فرمولاسیون VOF 

- چند مثال نمونه 

تنظیم پارامترهای شبیه‌سازی جریان ناپایا برای مدل VOF 

وارد کردن نیروی وزن در محاسبات VOF 

تعیین شرائط مرزی

- تعیین شرائط اولیه کسرهای حجمی 

- استراتژیهای حل 

پس پردازش مدل VOF 

4-5-2- مدل کاویتاسیون 

4-5-2-1- تئوری مدل کاویتاسیون 

- معادله کسر حجمی 

- محاسبه انتقال جرم بین فازها 

4-5-2-2- چگونگی استفاده از مدل کاویتاسیون

- فعال‌ کردن مدل کاویتاسیون 

- تعریف فازها 

- تنظیم پارامترهای مدلسازی کاویتاسیون 

- تأثیر نیروی وزن در محاسبات کاویتاسیون 

- تعیین شرائط مرزی  

- استراتژی حل 

4-5-3- مدل اختلاط خطای جبری (ASM)

4-5-3-1- تئوری مدل اختلاط خطای جبری (ASM)

- معادله کسر حجمی فاز ثانویه

4-5-3-2- چگونگی استفاده از مدل ASM

- فعال‌ کردن مدل ASM

- تنظیم پارامترهای مدل ASM

- تعیین شرائط مرزی 

- تعیین شرائط اولیه کسرهای حجمی  

- استراتژی حل 

فصل پنجم : سد انحرافی گرمسار Error! Bookmark not defined

5-1- سد انحرافی گرمسار 

مقدمه

5-2- مشخصات جغرافیای و عمومی سد انحراف گرمسار 

فصل ششم : نتایج آنالیز جریان بر روی سرریز سد انحرافی گرمسار 

6-3 مراحل آنالیز جریان بر روی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار با استفاده از برنامه Fluent

6-3-1- تعریف کردن هدفهای شبیه‌سازی 

6-3-2- انتخاب مدل محاسباتی 

6-3-3- انتخاب مدل فیزیکی 

6-3-4- مراحل انجام پروژه تحقیقات

6-3-4-1 تولید شکل 

6-3-4-2- شبکه بندی در نرم‌افزارهای پیش‌پردازنده

6-3-4-3- انواع شبکه‌ بندی 

6-3-4-4- شبکه‌بندی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار

6-3-4-5- بررسی شبکه‌بندی مدل سرریز اوجی انحرافی گرمسار 

6-3-5- تعیین شرایط مرزی برای شبکه‌بندی مدل سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار 

6-3-6- انتخاب شیوه محاسباتی و فرمول بندی حل مدل سرریز اوجی سد گرمسار در برنامه Fluent 

6-3-7- تعیین خواص سیال 

فصل هفتم : بحث و نتیجه‌گیری 

نتیجه‌گیری و پیشنهادات

پیشنهادات

مراجع و منابع

دانلود پایان نامه جریان حول اجسام جریان بند

اختصاصی از حامی فایل دانلود پایان نامه جریان حول اجسام جریان بند دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

شبکه جابه‌جا شده جهت مؤلفه‌های سرعت ابتدا توسط هارلو (Harlow) در متد MAC به کار رفته و سپس در سایر روش‌های حل عددی توسعه یافته است. این نوع شبکه اساس کار تعدادی از رویه‌های عددی از جمله رویه رایج سیمپل (Simple) که توسط پتنکار ارائه گردیده است می‌باشد ]15[. به طور ساده در ارتباط با چگونگی ساخت شبکه جابه‌جا شده می‌توان گفت که ابتدا یک شبکه معمولی فرض می‌شود و سپس بین هر دو گروه متوالی آن در جهت مؤلفه‌های سرعت u یک گره فرض می‌شود به این ترتیب یک شبکه جدید تشکیل می‌شود. شکل (6-2) شبکه‌ای می‌باشد که معادله تجزیه شده مؤلفه u مومنتوم روی آن محاسبه می‌گردد به همین ترتیب با جابه‌جا کردن گره‌های اصلی بین هر دو گروه متوالی آن درجهت مؤلفه‌های سرعت V شبکه جابه‌جا شده برای محاسبه V معادله تجزیه شده مؤلفه V مومنتوم به دست می‌آید. دو مزیت عمده می‌توان برای شبکه جابه‌جا شده برشمرد که عبارتند از:

فصل اول: دیباچه
1-1- مقدمه    2
2-1-رفتار جریان روی موانع    3
4-1-تحریک لایه مرزی    5
5-1-تاریخچه مطالعات و تحقیقات انجام شده    7
7-1-هدف پروژه    11
فصل دوم: معادلات حاکم بر جریان
1-2-معادلات حاکم 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 اصطکاک سیال و انتقال حرارت    19
6-2-مفهوم انفصال    19
7-2-طرح QUICK    21
8-2-انفصال معادلات حاکم    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-شبکه 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 عملکرد 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 کل سطح مانع مربعی    64
2-4- بررسی نتایج حاصله از هندسه دوم    65
1-2-4- بررسی کانتورهای جریان    65
2-2-4- تأثیر فاصله مانع از دیواره کانال بر عدد ناسلت    73
3-2-4- تأثیر افزایش عدد رینولدز بر ناسلت میانگین    77
4-2-4- تأثیر مانع مربعی بر ضریب اصطکاک    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    

شامل 84 صفحه فایل word

پایان نامه شبیه سازی سه بعدی جریان گذرنده از اجسام متقارن و بهینه سازی دماغه این اجسام برای رسیدن به کمترین درگ

اختصاصی از حامی فایل پایان نامه شبیه سازی سه بعدی جریان گذرنده از اجسام متقارن و بهینه سازی دماغه این اجسام برای رسیدن به کمترین درگ دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)

تعداد صفحات:90

پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک- تبدیل انرژی

فهرست مطالب:
فصل 1-    فصل اول    11
1-1-    مقدمه    12
1-2-    کمیتهای مهم جریان سیال    13
1-3-    عددرینولدزواساس دینامیک سیالات    15
1-3-1-    مبانی اولیه…    17
1-3-2-    نیروی درگ وشبیه سازی دینامیکی    20
1-3-3-    نیروی اصطکاکی    21
1-4-    مدل کردن لایه مرزی درCFD    23
1-4-1-    گرادیان فشاروجدایش جریان وفرم درگ    24
1-5-    کاربردCFD درسیالات وتاریخچه    26
فصل 2-    فصل دوم    30
2-1-    مقدمه    31
2-2-    تاریخچه …………………………………………………………………………32
2-2-1-    جریان متلاطم    33
-حالت استانداردk-ε    36
2-3-    انتخاب مدل توربولانسی    37
2-4-    تئوری مدلSpalart- Allmaras    37
2-5-    حالتهای مختلف مدل تلاطمk-ε    38
2-5-1-    حالت استانداردk-ε    39
2-5-2-    مدلRNG k-ε    40
2-5-3-    مدل تغییریافته یk-ε    41
2-6-    مدل متلاطمLES    43
2-7-    تئوری مدلهای استانداردوSST،K-ω    44
2-7-1-    مدل استانداردK-ω    44
2-7-2-    مدل انتقال تنش برشیSST K-ω    45
2-7-3-    فرمولاسیون    48
2-7-4-    نحوه اصلاح مدلSST    51
2-8-    دلایل تمایل به شبیه سازی گردابهای بزرگ    52
فصل 3-    فصل سوم    53
3-1-    مقدمه    54
3-2-    مراحل کارهای انجام شده دراین پایان نامه    54
3-2-1-    مدلسازی زیردریایی درنرم افزارSolid Work    55
3-2-2-    مش زنی مدل درنرم افزارGambit    58
3-2-3-    شبیه سازی جریان درنرم افزارFluent    62
3-2-4-    تکرارمراحل فوق برای رسیدن به بهینه ترین دماغه ممکن    64
فصل 4-    فصل چهارم    66
4-1-    نتایج وبررسی    67
منابع

فهرست اشکال
شکل 1. مدلکردنرفتارجریاندررینولدزهایمتفاوتدرپشتیکسیلندر    19
شکل 2. ضخانتلایهمرزیدردوسمتیکصفحهمثلثی    22
شکل 3. افزایشضخامتلایهمرزیبرروییکصفحهیتخت    22
شکل 4. بدنهیمدلزیردریاییبهنامSTANDARD DREAR    29
شکل 5. تصویرسه بعدی ازمحیط مش خورده    60
شکل 6. تصویردوبعدی ازدماغه جسم    60
شکل 7.تصویردوبعدی ازانتهای جسم    61
شکل 8. شرایط مرزی    61
شکل 9. توزیع فشار    63
شکل 10. توزیع سرعت    63
شکل 11. ترسیمی ساده ازنحوه تغییرات n    64
شکل 12. تمامی دماغه های مختلف راکه دراین پایان نامه مدل شده است رانشان میدهد.    65
شکل 13. نقطه ای فرضی که نشان دهنده ی شروع شدن جریان توربولانسی است.    70
شکل 14. توزیع فشاربرروی سطح جسم درحالت پایه    71
شکل 15. توزیع سرعت برروی سطح جسم درحالت پایه    72
شکل 16. تغییرات تنش برشی برروی سطح جسم درحالت پایه    72
شکل 17. تغییرات ضریب درگ برروی سطح جسم درحالت پایه    73
شکل 18. توزیع سرعت برروی جسم درحالت بهینه ضریب درگ    73
شکل 19. توزیع فشاراستاتیکی برروی جسم درحالت بهینه ضریب درگ    74
شکل 20. تغییرات تنش برشی برروی بدنه درحالت بهینه    74
شکل 21. تغییرات ضریب فشاربرروی جسم درحالت بهینه    75
شکل 22. توزیع سرعت برای حالتn=1    75
شکل 23.توزیع ترم توربولانس جنبشی درجریانn=1/5    76
شکل 24. توزیع ترم توربولانس جنبشی درجریانn=3    76
شکل 25. توزیع ترم سینتیک توربولانس درجریانn=2/5    77
شکل 26. توزیع ترم سینتیک توربولانس درجریانn=1/75    77
شکل 27. توزیع ترم سینتیک توربولانس درجریانn=2/125    78


فهرست جداول

جدول 1. وابستگی جواب به تعداد مش    59
جدول 2. ضرایب درگ بدست آمده از روشهای متفاوت در Re=2×107 و LD=10. (CD×103)    69
جدول 3. تغییرات ضریب درگ  بر اساس مقادیر مختلف n که دماغه های مختلف را ایجاد میکند.    69
جدول 4. مقادیر مختلف درگ برای مقادیر متفاوت n    70
جدول 5. مقدار ضریب درگ محاسبه شده بر روی جسم مورد نظر با استفاده از مدلهای توربولانسی متفاوت در عدد رینولدز 2×107    71


چکیده

یکی از راههای کاهش مصرف انرژی برای وسایل زیر آبی، کاهش درگ وارده بر این وسایل است. دماغه اجسام زیر آبی یکی از مهم¬ترین قسمت¬های این اجسام در برخورد با شاره¬ها است. با بهینه سازی این قسمت می¬توان درگ را از طریق کنترل بر لایه مرزی سیال، با کاهش آشفتگی جریان و حتی جلوگیری از تشکیل جریان توربولانسی در لایه مرزی، کاهش داد. در این پایان نامه برای رسیدن به بهترین دماغه ممکن سعی بر آن شده از فرمولی ریاضی استفاده شود، تا تمامی منحنی¬های ممکن را پوشش دهد و از بین این منحنی¬ها بهترین منحنی انتخاب شود که دارای کمترین درگ است. سپس درگ بدست آمده از حالت بهینه  با مدلی که از آزمایشگاه در دست است، مقایسه کرده و به نتایج جالبی در این زمینه می¬رسیم. در این بررسی شبیه سازی بر پایه¬ی علم مکانیک سیالات محاسباتی برای مدلی با زاویه صفر درجه در Re=2×〖10〗^7  که دارای سرعت 20 m⁄s است، انجام شده است. برای شبیه سازی جریان توربولانسی از مدل توربولانسی SST K-ω استفاده شده است. که در پایان مقایسه¬ای نیز با مدل¬های مختلف توربولانسی انجام گرفته و مقدار درگ بدست آمده با هم مقایسه شده است. لازم بذکر است که در این بهینه سازی تاثیرات پره¬ها که در قسمت دم این وسایل وجود دارند و برای ایجاد نیروی رانش هستند، دیده نشده است.

کلمات کلیدی: اجسام متقارن، مدل توربولانس، ضریب درگ، دینامیک سیالات محاسباتی