شماره ركورد
12839
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
12839
پديد آورنده
مرتضي حاجيباقري
عنوان
شبيهسازي جريانهاي روبروي هم نوساني به روش LES و استخراج ساختارهاي منسجم آن به كمك تكنيك SVD
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مكانيك - تبديل انرژي
سال تحصيل
بهمن ماه 1392
تاريخ دفاع
بهمن ماه 1392
استاد راهنما
دكتر سيد مصطفي حسينعليپور
چكيده
چكيده
جريانهاي برخورد كننده به سيستمهايي اطلاق ميشود كه در آن دو يا چند شاخه جريان به صورت عمودي يا زاويهدار به هم برخورد ميكنند. بر اثر برخورد، يك ناحيه كمعرض با اغتشاش بسيار بالا ايجاد ميشود كه براي تشديد فرآيندهاي انتقال بسيار مفيد ميباشد. به طور كلي نرخ فرآيندهاي انتقال را ميتوان به توليد و اضمحلال انرژي آشفتگي نسبت داد. توليد و انتقال انرژي در رژيم جريان آشفته بر عهده ساختارهاي منسجم ميباشد. بنابراين با كنترل كيفيت شكلگيري، رفتار و قدرت اين ساختارها ميتوان فرآيندهاي انتقال را نيز كنترل نمود. نوساني نمودن جريان ورودي يكي از روشهايي است كه در يك دهه گذشته نظر محقيقن بسياري را به خود معطوف نموده است. در اين روش دبي جتهاي ورودي با زمان به صورت پريوديك تغيير ميكند. در حقيقت با اين عمل لايه برشي جت ورودي تحريك ميشود و در نتيجه شكلگيري ورتكسها در لايه برشي تحت تأثير قرار ميگيرد. هدف از انجام اين مطالعه استخراج ساختارهاي منسجم در جتهاي برخوردي نوساني و مقايسه آن با حالت پايا ميباشد. شبيهسازي ميدان جريان، به كمك رهيافت شبيهسازي گردابههاي بزرگ و با استفاده از نرمافزار Open FOAM انجام شده است. شبيهسازي براي جتهاي ورودي با تابع سرعت سينوسي و پلهاي در فركانسهاي 40 و100 هرتز و عدد رينولدز 5000 صورت گرفته است. نتايج نشان ميدهد كه نوساني نمودن جريان ورودي تأثير بسيار زيادي بر روي ساختارهاي منسجم سيستم ميگذارد و همچنين اين ساختارها متأثر از فركانس ورودي ميباشند. پس از حل ميدان جريان، از روش تفكيك متعامد مناسب براي استخراج مدهاي نوساني سيستم و بازسازي ميدان جريان توسط مدها بهره گرفته شده است. بدين منظور پس از محاسبهي پايههاي مكاني در نرمافزار Open FOAM، به كمك كدي كه در نرمافزار MATLAB نوشته شد، پايههاي زماني محاسبه شده و ميدان جريان بازسازي شد. در حقيقت تفكيك متعامد مناسب، ابزاري است كه با استفاده از آن ميتوان اطلاعات مفيدي را از درون انبوهي از اطلاعات استخراج كرده و سيستم را توصيف نمود. نتايج حاصل از اين تحقيق گواه بر اين است كه در تمام حالات مطالعه شده، مد اول نوساني، داراي بيشترين سهم انرژي است. اين مد رفتار ميانگين جريان را نشان ميدهد. نوساني نمودن جريان ورودي باعث كاهش انرژي مد اول و افزايش انرژي در مدهاي ديگر ميشود. با توجه به اين نكته براي بازسازي جريان در جتهاي نوساني نياز به استفاده از تعداد مد بيشتري ميباشد.
واژههاي كليدي: جريانهاي روبروي هم- ساختارهاي منسجم- شبيهسازي گردابههاي بزرگ- تفكيك متعامد مناسب- مدهاي نوساني