گزارش از سیالات آز بررسی توزیع فشار حول بال هواپیما ایرفول دانشگاه سمنان رشته مکانیک
خلاصه مقاله:
از آنجایى که پل ها یکى از مهمترین اجزاى سیستم حمل و نقل جاده اى هستند، لذا در مواقع وقوع سیلاب پایداری این سازه ها در اثر پدیده ى آبشستگى مورد تهدید قرار مى گیرد. از این رویکرد معرفى دقیق ترین و مناسبترین مدل عددى جهت انجام محاسبات مرتبط امرى اجتناب ناپذیر می نماید. در این تحقیق ابتدا مرورى بر ویژگیها و کار برد انواع مدل هاى آشفتگی صفر معادله اى، یک و دو معادله اى پرداخته مى شود و میزان کارایى هر کدام در شبیه سازى و تحلیل پدیده ى فرسایش در جریان رسوبى حول پایه هاى پل در حالت بستر متحرک در مدل عددى FLOW-3D مورد بررسى قرار مى گیرد، در ادامه نتایج حاصل از شبیه سازى مدل هاى آشفتگی دو معادله با توجه به خصوصیات آن در تحلیل آبشستگى با نتایج آزمایشگاهى موجود در مطالعات آزمایشگاهى دکتر بابائیان (1997) مقایسه و واسنجى انجام شد، که مدل آشفتگی RNG در مقایسه بامدلLES و K-£ دقیق ترین مدل معرفى شده است
خلاصه مقاله:
سالانه بسیارى از پلها در اثر پدیده آبشستگى در مواقع سیلابى که شریان هاى ارتباطى به مناطق سیل زده هستند، تخریب مى شوند و دسترسى و امداد رسانى به مناطق سیل زده با مشکلات مواجه مى شود. لذا با توجه به اهمیت اساسى این سازه ، پرداختن به مباحثى که تخمین صحیحى از پارامترهاى آبشستگى اطراف پایه هاى آن ها را در اختیار مسئولین بگذارد، ضرورى بنظر مى رسد. در این تحقیق با بهره گیری از نرم افزار Flow-3D ، به تخمین عمق چاله آبشستگى و انتقال بار بستر در شرایط بستر متحرک با وجود جریان رسوبى در کانال خود شکل یافته پرداخته شد و میزان توانایی نرم افزار مذکور در تخمین عمق آبشستگى در مقایسه با نتایج آزمایشگاهى مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت صحت سنجى نتایج حاصل از این تحقیق از نتایج مطالعات آزمایشگاهى دکتر بابائیان (1997) استفاده شده است. بررسى نتایج نشان مى دهد مقادیر عمق آبشستگى تخمین زده شده توسط مدل نسبت به مقادیر نظیر آزمایشگاهى دارای ضریب همبستگی 919/0 و میزان خطاى 76/4 درصد می باشد
آبشستگی ، بسترمتحرک ، کانال خودشکل یافته ، جریان رسوبی ، FLOW-3D
فرمت: Word
تعداد صفحات : 101
مقدمه
بیش ازیکصدسال پیش تا کنون جریان حول اجسام جریان بند ( مانع) با سطح مقطع دایره ای ومربعی، توجه بسیاری ازمحققین را به خودجلب کرده است. موضوع جریان حول این اجسام وپدیده پخش گردابه ناشی ازآن به خاطر وجودکاربردهای عملی درمهندسی ازاهمیت زیادی برخورداراست ؛ ازجمله کاربردهای عملی این نوع جریان ها، می توان به جریان حول دودکش ها ، ساختمانها وسازه های بلند، سازه های دریایی، پلهای معلق، بال هواپیما، پروانه کشتی ودکل ها وبسیاری ازموارددیگراشاره نموداین نوع جریان اغلب شامل پدیده های پیچیده ای ازقبیل جدایش جریان ، ویک، جریان های برشی ، جریان گردابه ای وپخش گردابه هستند. دراعداد رینولدزبسیارکم ، جریان حول این گونه اجسام کاملا" به آنها چسبیده وجدایش رخ نمی دهد باافزایش عددرینولدز، جریان ازسطح آنها جدا شده ویک جفت گردابه متقارن درپشت آنها تشکیل می شودکه با افزایش عددرینولدز،ابعادگردابه ها نیزبزرگترمی شود. با افزایش بیشترعددرینولدزگردابه ها حالت نوسانی پیدا کرده ودرجریان پخش می شوددراین حالت جریان ازحالت دائم به حالت غیردائم تبدیل می شود. درحالیکه این گونه هندسه ها ازلحاظ مکانیک 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
2-1-رفتار جریان روی موانع
هنگامی که فشار در پایین دست جریان افزایش مییابد، ضخامت لایه مرزی به سرعت زیاد میشود. این گرادیان معکوس و نیروی برشی مرزی باعث کاهش اندازه حرکت در لایه مرزی خواهد شد و اگر هر دو عامل فوق در طول قابل توجهی از مسیر مؤثر باشند، سبب توقف لایه مرزی میشوند که این پدیده را جدایش مینامند. خطوط جریان مرزی در نقطه جدایش از مرز مربوطه جدا میشوند و در پایین دست این نقطه گرادیان فشار معکوس باعث برگشت جریان در مجاورت جداره میشود. ناحیه پایین دست خطوط جریان که از مرز جدا میشود موسوم به جریان برگشتی است. اثر جدایش، کاستن از مقدار خالص کاری است که یک جزء سیال میتواند بر سیال احاطه کننده خود با صرف نیروی جنبشی انجام دهد و در نهایت بازیافت فشار کامل نبوده و اتلافات (کشش) نیز افزایش مییابد.
همان گونه که میدانیم نیروهای کشش و برآ دو مولفه دارند نیروی کشش ناشی از شکل و نیروی کشش ناشی از اصطکاک پوستهای و یا نیروی کشش لزجتی. جدایش وجریان برگشتی که دو پدیده همراه هستند تأثیر عمیقی بر نیروی کشش ناشی از شکل دارند. اگر بتوان از تولید جدایش در هنگام عبور جریان از روی یک جسم جلوگیری کرده، لایه مرزی نازک باقی خواهند ماند و از کاهش فشار در ناحیه برگشتی جلوگیری خواهد شد و بدین وسیله نیروی کشش فشاری به حداقل مقدار خواهد رسید.]1[
ماهیتهای لایههای مرزی آرام- درهم نیز تأثیر مهمی بر موقعیت نقطه جدایش دارند در لایه مرزی درهم که انتقال اندازه حرکت بزرگتر است برای ایجاد جدایش باید گرادیان فشار معکوس بیشتر از لایه مرزی آرام باشد. به عنوان مثال رفتار جریان بر روی سیلندر استوانهای در اعداد رینولدز بسیار کم جریان بدون آن که از روی استوانه جدا شود و تشکیل گردابه دهد از روی آن عبور میکند. در مقادیر رینولدز پایین جدایش در لایه مرزی آرام اتفاق میافتد و یک جفت گردابه به صورت متقارن در پشت مانع تشکیل میشود. با افزایش عدد رینولدز رها شدن متناوب گردابه در پشت مانع به وجود میآید و خیابان گردابهای ونکارمن در پشت استوانه شکل میگیرد و سبب افزایش فشار منفی در پشت مانع میشود. در عدد رینولدز زیر بحرانی فرکانس رهایی گردابهها مستقل از عدد رینولدز است. این فرکانس را با یک عدد بدون بعد به نام عدد اشتروهال نشان میدهند
محتوای این بخش : پایان نامه جریان حول اجسام جریان بند 100 صفحه
دانلود متن کامل پایان نامه با فرمت ورد
فهرست مطالب
عنوان صفحه
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…………………………………………………………………………………
1-1- مقدمه
بیش ازیکصدسال پیش تا کنون جریان حول اجسام جریان بند ( مانع) با سطح مقطع دایره ای ومربعی، توجه بسیاری ازمحققین را به خودجلب کرده است. موضوع جریان حول این اجسام وپدیده پخش گردابه ناشی ازآن به خاطر وجودکاربردهای عملی درمهندسی ازاهمیت زیادی برخورداراست ؛ ازجمله کاربردهای عملی این نوع جریان ها، می توان به جریان حول دودکش ها ، ساختمانها وسازه های بلند، سازه های دریایی، پلهای معلق، بال هواپیما، پروانه کشتی ودکل ها وبسیاری ازموارددیگراشاره نموداین نوع جریان اغلب شامل پدیده های پیچیده ای ازقبیل جدایش جریان ، ویک، جریان های برشی ، جریان گردابه ای وپخش گردابه هستند. دراعداد رینولدزبسیارکم ، جریان حول این گونه اجسام کاملا” به آنها چسبیده وجدایش رخ نمی دهد باافزایش عددرینولدز، جریان ازسطح آنها جدا شده ویک جفت گردابه متقارن درپشت آنها تشکیل می شودکه با افزایش عددرینولدز،ابعادگردابه ها نیزبزرگترمی شود. با افزایش بیشترعددرینولدزگردابه ها حالت نوسانی پیدا کرده ودرجریان پخش می شوددراین حالت جریان ازحالت دائم به حالت غیردائم تبدیل می شود. درحالیکه این گونه هندسه ها ازلحاظ مکانیک 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
2-1-رفتار جریان روی موانع
هنگامی که فشار در پایین دست جریان افزایش مییابد، ضخامت لایه مرزی به سرعت زیاد میشود. این گرادیان معکوس و نیروی برشی مرزی باعث کاهش اندازه حرکت در لایه مرزی خواهد شد و اگر هر دو عامل فوق در طول قابل توجهی از مسیر مؤثر باشند، سبب توقف لایه مرزی میشوند که این پدیده را جدایش مینامند. خطوط جریان مرزی در نقطه جدایش از مرز مربوطه جدا میشوند و در پایین دست این نقطه گرادیان فشار معکوس باعث برگشت جریان در مجاورت جداره میشود. ناحیه پایین دست خطوط جریان که از مرز جدا میشود موسوم به جریان برگشتی است. اثر جدایش، کاستن از مقدار خالص کاری است که یک جزء سیال میتواند بر سیال احاطه کننده خود با صرف نیروی جنبشی انجام دهد و در نهایت بازیافت فشار کامل نبوده و اتلافات (کشش) نیز افزایش مییابد.
متن کامل را می توانید دانلود کنید چون فقط تکه هایی از متن این پایان نامه در این صفحه درج شده است(به طور نمونه)
ولی در فایل دانلودی متن کامل پایان نامه
همراه با تمام ضمائم با فرمت ورد که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند
موجود است