11963

11963

تحليل برنامه¬نويسي شيءگرا توسط كد منبع باز OpenFOAM براي ميدان جريان و دماي روش خنك¬¬كاري لايه¬اي

كارشناسي ارشد

مكانيك گرايش تبديل انرژي

اسفند ماه 1391

اسفند ماه 1391

دكتر فرزاد بازديدي تهراني

چكيده امروزه استفاده از محاسبات عددي به ¬عنوان روشي كارآمد در تحليل مسائل مهندسي از اهميت بالايي برخوردار است. بدون ترديد بخش عمده¬اي از پيشرفت در زمينه انتقال حرارت، مكانيك سيالات و بسياري از مسائل پيچيده ناشي از كاربرد كامپيوتر و گسترش و تكامل تكنيك¬ها، الگوريتم¬ها و روش¬هاي عددي مي¬باشد. با توجه به گسترش روزافزون استفاده از كد منبع باز اپن¬فوم به¬عنوان ابزاري توانمند در مدل¬سازي و تحليل مسائل مختلف در حوزه مهندسي مكانيك و همچنين روش برنامه¬نويسي شيء¬گرا كه شيوه اصلي برنامه¬نويسي در كد منبع باز اپن¬فوم بر پايه زبان برنامه¬نويسي مي¬باشد، در پژوهش حاضر ابتدا به بررسي و آشنايي با ساختار كد منبع باز اپن¬فوم پرداخته شده ¬است. براي اين منظور ويژگي¬هاي برنامه¬نويسي شيءگرا مورد بررسي قرار گرفته و كاربرد اين شيوه كد¬نويسي در ايجاد حل¬ كننده¬ها بيان شده¬ است. تجزيه دامنه محاسباتي به منظور پردازش موازي بر روي سيستم¬هاي كامپيوتري كه داراي چند پردازنده هستند با استفاده از دو شيوه سيمپل و اسكات در كد اپن¬فوم مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان مي¬دهد روش اسكات از سرعت بالاتري در پردازش مسئله برخوردار است و در هندسه¬هايي با شبكه¬بندي غير ساختاري، تجزيه ميدان محاسباتي با استفاده از روش اسكات هزينه محاسبات را كاهش مي¬دهد. در پايان نامه حاضر ابتدا براي مقايسه و صحت سنجي اوليه حل عددي و نتايج به دست آمده در ميدان جريان و دما بين كد منبع باز اپن¬فوم و كد تجاري فلوئنت، جريان سيال داخل حفره با درب متحرك به¬عنوان يك مساله كلاسيك در مكانيك سيالات و جريان و دماي ناشي از خنك¬كاري لايه¬اي لبه جلويي پره توربين مدل در نسبت دمش¬هاي مختلف مورد بررسي قرار گرفته است. با توجه اهميت ويژه شرط مرزي ورودي و توليد مناسب آن در رهيافت شبيه سازي گردابه¬هاي بزرگ (LES) در ادامه تاثير شرط مرزي پروفيل سرعت يكنواخت با نوسانات تصادفي و شرط مرزي تصويرشده در ورودي لوله خنك¬كاري مورد بررسي قرار گرفته است. در شرط مرزي تصوير شده، از ميدان سرعت بدست آمده از داخل دامنه محاسباتي بعنوان شرط مرزي ورودي استفاده مي¬شود. نتايج بيانگر آن است شرط مرزي تصوير شده در توليد شرط مرزي ورودي مناسب، توانمند بوده و تطابق بهتري با نتايج تجربي دارد. واژه‌هاي كليدي: كد منبع باز اپن¬فوم، برنامه¬نويسي شيء¬گرا، خنك¬كاري لايه¬اي، پردازش موازي