کنترل جریان سیال با محیط متخلخل : روش شبکه بولتزمن
عنوان مقاله: کنترل جریان سیال با محیط متخلخل : روش شبکه بولتزمن
شناسه ملی مقاله: JR_TUMECHJ-46-3_017
منتشر شده در در سال 1395
شناسه ملی مقاله: JR_TUMECHJ-46-3_017
منتشر شده در در سال 1395
مشخصات نویسندگان مقاله:
علی کردانی - دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
پوریا امیدوار - استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
احد ضرغامی - محقق، گروه تحقیقاتی پدیده های انتقال، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی دلفت، هلند
خلاصه مقاله:
علی کردانی - دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
پوریا امیدوار - استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران
احد ضرغامی - محقق، گروه تحقیقاتی پدیده های انتقال، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی دلفت، هلند
در این مقاله با استفاده از روش شبکه بولتزمن و ترکیب آن با مدل برینکمن-فورچیمر به مطالعه جریان اطراف مانع مربعی پوشیده شده توسط محیط متخلخل پرداخته میشود. در این مدل، اثرات نیروی پسا ناشی از حضور محیط متخلخل به صورت یک عبارت نیرو در معادلهی شبکه بولتزمن وارد می شود. در ابتدا جریان پوازی صفحهای کاملا متخلخل، جریان حفره کاملا متخلخل و جریان کوئت کاملا متخلخل شبیهسازی شده و نتایج عددی حاصل با نتایج موجود در پژوهشهای پیشین اعتبار سنجی میگردد. سپس با افزودن یک لایه محیط متخلخل با ضخامت مشخص به اطراف مانع مربعی درون کانال، به تاثیر حضور این لایه بر هیدرودینامیک جریان برای اعداد رینولدز ۲۰ تا ۲۵۰ و اعداد دارسی ۲-۱۰ تا ۶-۱۰ پرداخته میشود. نتایج شبیهسازی نشان میدهد که با انتخاب مناسب پارامترهای محیط متخلخل میتوان جدایش جریان را به تاخیر انداخت و در نتیجه عدد استروهال و نیروی پسا وارد بر مانع را به طور قابل توجهی کم کرد. بر اساس نتایج حاصل، در اعداد دارسی بزرگتر و ضخامت های کمتر محیط متخلخل، کاهش ضریب پسا و عدد استروهال، بیشتر خواهد بود. در اعداد رینولدز کوچکتر از ۶۰ به دلیل آنکه جدایش جریانی وجود ندارد، افزودن محیط متخلخل تاثیری بر ضریب پسا مانع مربعی ندارد، ولی با افزایش عدد رینولدز از آن جایی که محیط متخلخل جدایش جریان را به تاخیر میاندازد، کاهش ضریب پسا محسوس میگردد. همچنین نتایج شبیهسازی نشان میدهد که در یک ضخامت و عدد دارسی ثابت، تغییر در ضریب تخلخل محیط، تاثیر اندکی بر پارامترهای جریان مانند ضریب پسا دارد.
کلمات کلیدی: روش شبکه بولتزمن, محیط متخلخل, مدل برینکمن-فورچیمر, ضریب پسا, جریان اطراف مانع مربعی
صفحه اختصاصی مقاله و دریافت فایل کامل: https://civilica.com/doc/1316508/