به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

احسان خواصی

  • فاطمه قاسمی پیربلوطی، الهام قنبری عدیوی*، روح الله فتاحی نافچی، احسان خواصی

    یکی از تکنیک های حفاظت ساحلی استفاده از انواع موج شکن هاست. هدف این پژوهش بررسی اثر موج شکن های شمعی بر امواج ساحلی است. در این پژوهش با در نظر گرفتن موانع استوانه ای صلب در ساحل با شیب ثابت، به بررسی تاثیر زبری ناشی از آن ها بر الگوی جریان و امواج با مدل سازی عددی در نرم افزار OpenFOAM پرداخته شد. روش مورداستفاده در مدل سازی جریان روش RANS و مدل k-ω,SST است. مدل سازی ها در دو حالت با و بدون حضور موانع برای 3 ارتفاع متفاوت موج ورودی انجام شد. موانع صلب استوانه ای دارای قطر 9/0 و ارتفاع 32 سانتی متر بوده و در طول و عرض 45 سانتی متر و فواصل 15×15 سانتی متر و با چیدمان زیگزاکی قرارداده شدند. در هر سه ارتفاع موج، وجود موانع به میزان زیادی باعث استهلاک نیروی امواج نسبت به حالت بدون مانع شده است. با ارتفاع موج 6، 9 و 12 سانتی متر موانع به ترتیب 47.17 ، 68.68 و 76.42 درصد بیش تر از حالت بدون مانع نیروی موج را مستهلک کرده اند. با افزایش ارتفاع موج، موانع نیروی بیش تری را جذب کرده اند. در ارتفاع موج 12 سانتی متر موانع نسبت به ارتفاع موج 9 و 6 سانتی متر به ترتیب 32.35 و 72.45 (نسبت بدون بعد نیرو) درصد نیروی بیش تری را جذب کرده اند. در بحث میرایی امواج در حالات با مانع نسبت به حالات بدون مانع، توانایی موانع در کاهش ارتفاع موج و میرایی آن به طور متوسط 20.88 درصد بوده است. نتایج حاصل با داده های آزمایشگاهی مقایسه شد. میزان نیروی جذب شده برای ارتفاع موج 6، 9 و 12 سانتی متر در مدل عددی به ترتیب 17.14، 4.23 و 7.86 درصد با مدل آزمایشگاهی اختلاف دارد، همچنین جذر میانگین مربعات خطای نرمال 0.07 و ضریب همبستگی 0.99 به دست آمد که بیانگر تطابق دو مدل عددی و آزمایشگاهی و عملکرد مناسب نرم افزار اپن فوم در مدل سازی است.

    کلید واژگان: انرژی موج, حفاظت ساحلی, موج شکن شمع, K-Ω, SST
    Fatameh Ghasemi Pirbalouti, Elham Ghanbari Adivi *, Rohollah Fatahi Nafchi, Ehsan Khavasi

    One of the coastal protection techniques is the use of breakwaters. This study aims to investigate the effect of pile breakwaters on coastal waves. These breakwaters are similar to a porous structure. They are preferred over other impenetrable coastal structures due to their increased roughness and resistance to the current, their relatively low cost, economic savings, greater environmental compatibility, and preservation of natural landscapes. Considering rigid cylindrical obstacles on the coast with constant slopes, the effect of their roughness on flow patterns and waves by numerical modeling in OpenFOAM software was investigated. The method used in flow modeling is the RANS method and k-ω, SST model. Modeling was performed in two modes with and without barriers for three different heights of wave. The results were compared with laboratory data. The absorbed force for wave height of 6, 9, and 12 cm in the numerical model was 17.14, 4.23, and 7.86 percent, respectively, with the laboratory model, Also, the mean square root of normal error was 0.07, and the correlation coefficient was 0.99, which indicates the conformity of two numerical and laboratory models and the appropriate performance of Open FOAM software in modeling.

    Keywords: Coast Protection, Pile Breakwater, Wave Energy, K-Ω, SST
  • عادله عبدی، عزیر عابسی*، احسان خواصی
    زمینه و هدف

    بیش از 90 درصد زندگی افراد در محیط های داخل ساختمان سپری می شود و آلودگی هوای داخل ساختمان عامل سالانه بیش از 2/2 میلیون مرگ و میر در سطح جهان است. بر خلاف تصورات رایج مردم، خطرات ناشی از آلاینده ها در مکان های بسته بیشتر از محیط های باز است. در این مطالعه هدف بررسی توانایی کامپیوتر در شبیه سازی رفتار جریان در فضای داخل ساختمان و ارزیابی امکان ارضای استانداردهای موجود است.

    مواد و روش ها:

     الگوی جریان و نحوه اختلاط و رقیق سازی پلوم از طریق توسعه یک حلگر در نرم افزار متن باز اوپن فوم مورد بررسی قرار گرفته و نتایج با مشاهدات آزمایشگاهی مورد مقایسه قرار گرفته است.

    یافته ها

    به علت شناوری مثبت پلوم مونوکسیدکربن، جریان ورودی از کف ساختمان، پس از صعود و پخش در فضای داخلی کارگاه، نهایتا از پنجره سقفی آن به خارج هدایت می گردد. به این ترتیب مشاهده شده است که در شرایط عدم وجود بازشوهای جانبی، میزان غلظت مونوکسیدکربن در ارتفاع تنفسی کارگران در مدلهای مختلف مورد آزمون، به حد بسیار خطرناک (>ppm 100) می رسد.

    نتیجه گیری

    در این مطالعه غلظت آلاینده مونوکسیدکربن در فضای داخلی ساختمان بسیار فراتر از حداکثر مقدار مجاز توصیه شده در استانداردهای موجود برآورد گردیده است. بررسی غلظت آلودگی در فضای داخلی کارگاه بیانگر عدم کفایت تهویه طبیعی برای شرایط حاضر و لزوم استفاده از روش های مکانیکی جهت کاهش غلظت بالای آلودگی تا سطح استاندارد تنفسی افراد شاغل در آن است.

    کلید واژگان: آلاینده سبک, انتقال, اوپن فوم, تهویه طبیعی, مونوکسید کربن
    Adele Abdi, Ozeair Abessi *, Ehsan Khavasi
    Background and Purpose

    More than 90% of people’s lives are spent indoors and indoor air pollution is the cause of more than 2.2 million deaths annually worldwide. Contrary to popular belief, the dangers of pollutants in enclosed spaces are greater than in open environments. In this study, the ability of the computer models to simulate flow behavior in the interior space of an industrial workshop was investigated to may check the satisfaction of the environmental standards

    Materials and Methods

    The flow pattern and flow mixing and dilution were investigated by developing a specific solver in OpenFOAM and comparing the results with the ex[perimental data.

    Results

    Due to the initial buoyancy, the plume enters from the lower opening with high concentration and after diluting in indoor space, goes out from the roof opening. It is then observed that while there are no openings, the concentration of Carbon Monoxide in the breathing height of workers will reach the dangerous limit of (100 ppm <) in different models.

    Conclusion

    In this study, the concentration of Carbon Monoxide in the building’s interior space was estimated far higher than the maximum allowable centration mentioned in the standards. Therefore, the high level of pollution concentration in indoor spaces indicates the inadequacy of natural ventilation and the need for mechanical ventilation to could decrease pollution down to the breathing standard of ocupants.

    Keywords: Light pollutant, transmission, Openfoam, Natural Ventilation, Carbon Monoxide
  • پارسا نظمی، احسان خواصی*، صادق رستمی ده جلالی

    در مطالعه حاضر انتشار جریان گل آلود رهاسازی توده به صورت دوبعدی، تحت تاثیر جریان باد با استفاده از نرم افزاری متن باز، مدل سازی شده است. جهت حل این مسئله از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ به منظور مشاهده دقیق تر پدیده های آشفته، استفاده شده است. با توسعه حل گر دوفازی نرم افزار مذکور به گونه ای که معادلات روش حجم سیال با معادله اسکالر غلظت جفت شوند، مسئله سه فاز به صورت یک فاز مخلوط سیال چگال و آب خالص درکنار فاز هوا شبیه سازی می شود. نتایج نشان می دهد که افزایش سرعت باد سبب کاهش نیروی شناوری محرک جریان گل آلود و هم چنین افزایش درون آمیختگی می شود که معنای آن آلودگی سریع تر نواحی آبی است. این افزایش سرعت باد باعث افزایش تنش برشی دیوار نیز می شود با این تفاوت که مقدار تنش برشی دیوار در سرعت های باد کم، چشم گیر نیست و این خود مانع از تغییر قابل ملاحظه در رفتار رسوب گذاری جریان می شود. با بررسی رفتار رسوب گذاری جریان، مشاهده می شود که در سرعت های باد زیاد، جریان باد موافق با جریان گل آلود، تاثیرات زیان بارتری نسبت به جریان باد مخالف دارد و انباشت رسوب آن بیش تر است.

    کلید واژگان: جریان باد, جریان گل آلود, پدیده های آشفته, رسوب گذاری, روش حجم سیال
    Parsa Nazmi, Ehsan Khavasi *, Sadegh Rostami Dehjalali

    In the present study, the two-dimensional lock-exchange turbidity current under the influence of wind flow is modeled using open-source software. To solve this, the large eddy simulation method has been used in order to observe turbulent phenomena more accurately. By developing the two-phase solver of the software so that the equations of the volume of fluid method are coupled with the scalar equation of concentration, the three-phase problem is simulated as a phase of a mixture of dense fluid and pure water next to the air phase. The results show that an increase in wind speed reduces the buoyancy force driving the turbidity current and increases the entrainment, which means faster pollution of water areas. This increase in wind speed also increases the wall shear stress, with the difference that the amount of wall shear stress at low wind speeds is not significant. So this prevents a significant change in the deposition behavior of the current. Studying the current's sedimentation behavior, showed that at high wind speeds, the co-current wind flow corresponding to the turbidity current has more harmful effects than the reverse wind flow and its sediment accumulation is getting higher.

    Keywords: Wind Flow, Turbidity Current, Turbulent Phenomena, Sedimentation, Volume Of Fluid Method
  • صادق رستمی ده جلالی، احسان خواصی*، پارسا نظمی

    جریان های گرانشی، جریان هایی با اهمیت و نقش گسترده در مطالعات اتمسفری و اقیانوسی هستند. جریان چگال هنگامی ایجاد می شود که یک سیال با چگالی متفاوت درون سیالی دیگر به حرکت درآید. اگر سیال با چگالی معین وارد محیط لایه بندی شده، شود، به گونه ای که چگالی آن از لایه های زیرین کمتر و از لایه های بالایی بیشتر باشد جریان گرانشی از نوع نفوذی است. ناپایداری های کلوین-هلمهلتز و هلمبو در سطح تماس این جریان ها دیده می شود. پارامترهای تعیین کننده در نوع ناپایداری عدد ریچاردسون موضعی (J) و نسبت ضخامت لایه برشی به لایه چگالی (R) است. در این پژوهش شبیه سازی عددی دو بعدی ناپایداری سطح تماس (امواج هلمبو) با دیدگاه اویلری-اویلری در جریان گرانشی نفوذی درون کانال، بررسی شده است. برای انجام این شبیه سازی از کد اپن فوم و با توجه به آشفته بودن جریان از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ برای مدل سازی آشفتگی استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد، با افزایش چگالی جریان نفوذی مقدار عدد ریچاردسون کاهش و پارامتر R افزایش می یابد. هم چنین با افزایش چگالی، مقدار فرکانس امواج هلمبو ابتدا افزایش، سپس کاهش می یابد. علاوه بر این، مقدار طول موج امواج هلمبو با افزایش چگالی جریان نفوذی زیاد می شود ولی در عدد موج امواج، رفتار عکس دیده می شود. سرعت فاز امواج هلمبو نیز، روند مشخصی با تغییرات چگالی ندارد.

    کلید واژگان: جریان گرانشی نفوذی, عدد ریچاردسون, نسبت ضخامت لایه برشی به لایه چگالی, ناپایداری هلمبو
    Sadegh Rostami Dehjalali, Ehsan Khavasi *, Parsa Nazmi

    Gravitational currents are important currents in atmospheric and oceanic studies. Gravity current is caused when a fluid with different density moves into another fluid. If the fluid of a given density enters the stratified ambient, such that its density is lower than the underneath layers and higher than the upper layers, the gravity current is of the intrusive type. The Kelvin-Helmholtz and the Holmboe instabilities are seen in the interface. The decisive parameters in the type of instability are the Richardson number local (J) and the ratio of shear layer thickness to the density layer (R). In this study, two-dimensional numerical simulation of the shear instabilities (Holmboe waves) with the Eulerian-Eulerian approach on intrusive gravitational flow is investigated. OpenFOAM code was used to perform this simulation, and due to the turbulence of the flow, the LES method was used to model the turbulence. The obtained results show that with increasing the intrusive current density, the value of Richardson number decreases and the R parameter increases. Also, as the density increases, the frequency of the Holmboe waves first increases, then decreases. An increase in the wavelength of Holmboe waves is observed with increasing the intrusive current density but in the wave number of the waves, the opposite behavior is seen. The phase velocity of Holmboe waves also does not have a specific trend with density changes.

    Keywords: Intrusive Gravity Current, Richardson Number, The Ratio Of Shear Layer Thickness To Density Layer Thickness, Holmboe Instability
  • تینا ابراهیمی، مهدی حمیدی*، علی رحمانی فیروزجائی، احسان خواصی

    حضور پایه در مسیر جریان آب باعث ایجاد یک جریان سه بعدی پیچیده در اطراف پایه می شود که می تواند منجر به آب شستگی پیرامون پایه گردد. یکی از اصول مهم در طراحی ایمن پایه های پل تخمین بیشترین عمق حفره آب شستگی می باشد. در این تحقیق مدل سازی مناسب پدیده آب شستگی پایه استوانه ای با استفاده از نرم افزار اپن فوم و داده های آزمایشگاهی بدست آمده از آزمایشگاه انجام شد. به این منظور از دو مدل برای شبیه سازی پدیده آب شستگی استفاده گردید. در این دو مدل عددی تاثیر فعال سازی کوپلینگ و تغییر مدل پسا بر پروفیل بستر، بررسی شد. مدل اول با روش غیر کوپل و مدل پسا کروی شبیه سازی شد. مدل دوم با روش کوپل شده و با تغییر مدل پسا کروی به غیر کروی انجام گردید. در مدل اول میزان خطا قابل توجه بوده است ولی در مدل دوم نتایج دارای تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی می باشد. نتایج نشان می دهد که بیشترین مقدار عمق آب شستگی تعادلی در مقطع عرضی در مدل عددی دوم و آزمایشگاهی با 6 درصد اختلاف بر هم منطبق اند. در فاز دوم به منظور بررسی پارامترهای تاثیرگذار بر کاهش آب شستگی، از سه مدل عددی که شامل پایه ساده و پایه همراه با طوقه در دو تراز مختلف می باشد، استفاده شد. نتایج نشان می دهد که طوقه در تراز 3/5 و 4 می توانند به ترتیب 49/2 درصد و 29/7 درصد از بیشترین عمق آب شستگی بکاهند. برخلاف اغلب تحقیقات پیشین، در این پژوهش مدل های عددی پایه ساده و پایه طوقه دار با رویکرد اویلری-لاگرانژی انجام گردید و به منظور مدل سازی آشفتگی از روش کا-امگا استفاده شد.

    کلید واژگان: آب شستگی, پایه استوانه ای, مدل سازی عددی و آزمایشگاهی, اویلری-لاگرانژی, اپن فوم
    Tina Ebrahimi, Mehdi Hamidi *, Ali Rahmani Firoozjaiee, Ehsan Khavasi

    The placement of a pier causes a three-dimensional complex flow pattern around the pier, which lead to scouring hole around the pier. In this research, modeling of scouring around piers was performed both experimentally and numerically using pimpleLPTdensFoam solver in OpenFOAM. In the first section, two different scenarios were used to simulate the scouring process. In the two numerical models, the effect of phase coupling and drag models on the scoured bed was investigated. One-way coupling with sphere drag model was implemented in the first scenario and four-way coupling with nonsphere drag model in the second one. According to the results, the first model was not satisfying, but the result of the second model was in good agreement with experimental results. The maximum depth of scour at the cross-section in numerical and experimental results was equal (6 percent error). All the simulations were done using the Euler-Lagrange approach and k-w turbulence model to simulate turbulent flow. In the second section of this research, to investigate effective parameters on the reduction of scour, three numerical models including a simple cylindrical pier and two more models using pier with collar were simulated. In order to study the effect of a collar on the reduction of scouring, the simple cylinder without a collar and then with the presence of collar at two different levels were performed. The results show that using collar in level 3.5 and level 4 may respectively lead to 49.2 and 29.7 percent reduction in maximum depth of scour.

    Keywords: Scouring, Cylindrical Piers, Numerical, Experimental Investigation, Euler-Lagrange, Openfoam
  • صبا تیموری، احسان خواصی*
    در این پژوهش انتشار جریان چگال پیوسته سه بعدی حاوی دو نوع ذره در برخورد با مانع به روش گردابه های بزرگ و با استفاده از کد اپن فوم، بهصورت عددی مدل سازی شده است. از روش اویلری-اویلری استفاده شده است و برای هر نوع ذره یک معادله غلظت، که دارای پارامتر سقوط ذرات است، حل میشود. به منظور بررسی اثر مانع بر روی رفتار جریان و رسوب گذاری، مسئله برای کانال با مانع و بدون مانع حل شده است. جریان برای ذرات با سه قطر متفاوت، 12، 20 و 30 میکرون شبیه سازی شده است. اثر غلظت ورودی ذرات نیز با تغییر غلظت ورودی به صورت 6/0 و 3/0 مورد مطالعه قرار گرفته است. شکل کلی پروفیل سرعت در حالتی که مانع حضور دارد مشابه حالت بدون مانع است. نتایج نشان می دهند که در شرایط ورودی مشابه، قبل از مانع تغییر چندانی در پروفیل سرعت جریان در حالت با مانع و بدون مانع ایجاد نمی شود، ولی حضور مانع سرعت ماکزیمم جریان را 10% کاهش می دهد. همچنین بار ذرات معلق نیز در عرض کانال برروی مانع کاهش می یابد. در حالت شبه پایدار نهایی، غلظت ماکزیمم (بعد از مانع) 3/%15 نسبت به حالت بدون مانع کاهش یافته است. با افزایش قطر ذرات تا 20 و 30 میکرون، ماکزیمم غلظت به ترتیب 5/12% و 3/22% افزایش می یابد. بار ذرات معلق نیز برای ذرات با قطر 20 و 30 میکرون به ترتیب 21% و 68% کاهش می یابد. تغییر غلظت ورودی در حالت ذره با قطر کمتر، موجب افزایش بار ذرات معلق شده است.
    کلید واژگان: جریان چگال پیوسته, مانع, آشفتگی, ذرات, شبیه سازی گردابه های بزرگ
    Saba Teymouri, Ehsan Khavasi *
    In the present study, the propagation of a continuous three-dimensional, in the collision with obstacle and bi-disperse particle-laden turbidity current with a large eddy simulation method was modeled. Due to the presence of large number of suspended particles, the Eulerian-Eulerian method has been used and for each particle a concentration equation, which the particle settling velocity has been added to, is solved. The density current is simulated for particles with three different diameters 12, 20 and 30 microns. The inlet concentration effect of the particles has been studied by changing the inlet concentration to 0.6 and 0.3. The results show that in the same entrance conditions, before the obstacle, there is no significant change in the current speed profile in with and without obstacle state, but presence of an obstacle decreases the maximum velocity by 10%, also the amount of suspended particles on the obstacle decreases in channel width. In the final semi-stable state, the maximum concentration (after obstacle) 15.3% is reduced in compared to without obstacle state. By increasing the particle diameter to 20 and 30 microns, the maximum concentration is increased by 12.5% and 22.3%, the amount of suspended particles also decreases by 68% and 21%, respectively. As a result, particles with larger diameter precipitate more and rapidly and fine particles are transported over longer intervals by current. Changing the inlet concentration in the case of smaller diameter particle increases the amount of suspended particles by 11.2% and current will have more capability for carrying suspended particles.
    Keywords: density continuous current, obstacle, turbidity, particles, LES
  • احسان خواصی*، سعید نصیری، اسماعیل پورسعیدی
    یکی از نکات مهم در تحلیل عملکرد کمپرسور تخمین حد سرج است. چنانچه زاویه حمله هوا به هر دلیلی تغییر کند، جت های هوا از روی پره جداشده و باعث کوچک شدن سطح مقطع عبوری هوا و تغییر زاویه حمله هوا در پره بعدی می شود که به آن استال گویند. این عمل به همین صورت تکرار می گردد تا سرتاسر پره های یک ردیف را استال فراگیرد، در این صورت در پشت آن ردیف افت فشار روی میدهد و هوا از ردیف های بعدی که فشار زیادی دارند به سمت منطقه کم فشار برمی گردد که به آن سرج گویند. در این مقاله، شبیه سازی پدیده ی سرج در 1 1/2 از پره های ردیف اول کمپرسور محوری توربین گاز GE-Frame6با زاویه حمله 34 درجه، به صورت گذرا و آشفته با مدل توربولانسی k-w (sst) انجام گرفته است. نتایج بدست آمده حاصل از بردارهای سرعت نشان می دهد که هنگام بروز سرج جریان معکوس که مهم ترین مشخصه وقوع سرج است، رخ داده و جریان به عقب بازمی گردد. هم چنین در این مقاله، کد نویسی معادلات دیفرانسیل معمولی کوپل شده ی نرخ تغییرات فشار و جریان برای مقادیر مختلف پارامتر پایداری B انجام گرفته است. مشاهده گردید که به ازای 6/0B = که کمتر از مقدار بحرانی است، استال دورانی رخ می دهد و فشار به صورت گذرا نوسان کرده و پس از چندین نوسان میرا می شود. درحالی که به ازای 6/1B = که بیشتر از مقدار بحرانی بوده سرج عمیق رخ می دهد و فشار و جریان با دامنه ثابت نوسان می کنند.
    کلید واژگان: ''کمپرسور محوری, استال, سرج, جریان معکوس, سیکل سرج''
    Ehsan Khavasi *, Saeid Nasiri, Esmaeil Poursaeidi
    One of the important subject in the analysis of compressor performance is estimating the surge limit. In this paper, the numerical simulation of surge in the first stage blades of axial compressor of GE-Frame 6 gas turbine has been done. Simulations done with 34 degrees angle of attack and k-ω (sst) turbulence model has been used. Obtained velocity vectors indicate that during the surge, the reverse flow which is the most important characteristic of surge occurs and the flow returns backward. Also, in this paper the coupled ordinary differential equations of pressure and flow changes for different values of the stability parameter B has been solved. It was found that for B = 0.6, which is less than critical value, rotating stall occurs and the pressure fluctuations damp after several fluctuations. While for B = 1.6, which is more than its critical value, a deep surge occurs and the pressure and flow disturbances fluctuate with constant amplitudes. These fluctuations of pressure and flow can cause fatigue or failure of the compressor blades.
    Keywords: Axial compressor, stall, surge, back flow, surge cycle
  • صبا تیموری، احسان خواصی*، حمید یوسفی
    دسته مهمی از جریان های چگال، جریان های گل آلود نامیده می شوند که اختلاف چگالی، به خاطر حضور ذرات جامد معلق در سیال ایجاد می شود. در این مقاله شبیه سازی عددی سه بعدی جریان چگال حاوی ذره رهاسازی توده، به منظور بررسی هیدرودینامیک جریان در محیط دارای لایه بندی چگالی ارائه شده است. شبیه سازی ها به روش شبیه سازی گردابه های بزرگ، با فیلتر جعبه ای سه بعدی، روش اسماگورینسکی دینامیک و تابع میرایی وندریست انجام شده است نتایج به دست آمده در حضور لایه بندی تطابق خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارند. هم چنین حضور لایه بندی چگالی در محیط، باعث کاهش قابل توجه سرعت پیشروی جریان می شود ولی تاثیر به سزایی برروی الگوی رسوب گذاری ندارد. علاوه بر این، نتایج به دست آمده نشان داد که افزایش شیب، افزایش رسوب گذاری را در پی دارد. هم چنین، مشاهده شد که افزایش قطر ذرات، باعث کاهش مومنتوم جریان و در نتیجه افزایش رسوب گذاری شده است. با هدف نمایش دقیق تر برهم کنش ذرات روی هم، سرعت سقوط ذرات به صورت متغیر با غلظت نیز در نظر گرفته شده است. نتایج این تحلیل نشان می دهد که متغیر درنظر گرفتن سرعت سقوط ذرات در مراحل اولیه پیشروی جریان باعث تغییر ناچیزی در سرعت پیشانی می شود ولی در ادامه در نظر گرفتن سرعت سقوط متغیر برای ذرات سرعت بیشتری را برای پیشانی جریان پیش بینی می کند.
    کلید واژگان: جریان چگال, رهاسازی توده, محیط لایه بندی شده, شبیه سازی گردابه های بزرگ
    Saba Teymouri, Ehsan Khavasi *, Hamid Yousefi
    An important types of density currents is called turbidity currents, where the density difference is due to the presence of suspended solid particles. In this paper, 3D numerical simulation of lock-exchange particle laden density current is presented in order to investigate the hydrodynamic of the current in density stratified environment. Simulations are carried out using Large Eddy Simulation method, three-dimensional Box filter, dynamic Smagorinsky method and Van driest damping function. The obtained results in stratified case are in good agreement with experimental data. Also, the presence of stratified environment significantly reduces the current velocity, but does not have any significant effect on the sedimentation pattern. In addition, the results show that increasing the slope leads to increase in sedimentation. It was also observed that increasing the particle diameter reduces the current momentum and increased sedimentation. For more accurate representation of the particle interaction, the particle settling velocity also varies with concentration. The analysis show that assuming the variable settling velocity in the early stages of the current leads to insignificant change in the front velocity, but when the flow advances more, the faster front velocity will be predicted.
    Keywords: Density current, Lock-exchange, Stratified environment, Large Eddy Simulation
  • حمید یوسفی، احسان خواصی *، صبا تیموری، پارسا نظمی، زهرا مشهدی
    جریان های چگال، به دلیل تفاوت چگالی بین جریان و محیط اطراف، جریان می یابند. دسته مهمی از سیال های چگال، جریان های گل آلود نامیده می شوند که اختلاف چگالی، به خاطر حضور ذرات جامد معلق در سیال ایجاد می شود. در کار حاضر، تلاش گردید تا با کنار هم گذاردن دو روش اویلری و لاگرانژی، از مزیت هر یک استفاده نمود، به این صورت که ذرات بزرگ تر که به علت سرعت سقوط بیشتر، نقش موثرتری را در مکانیزم رسوب دارند، به صورت لاگرانژی و ذرات کوچک تر با روش اویلری محاسبه می شوند. برای بدست آمدن معیاری برای این دسته بندی ذرات، داخل یک کانال ساده، هفت جریان با ابعاد ذرات متفاوت به صورت اویلری-اویلری، شبیه سازی عددی گردید و با حالت بدون ذره مقایسه شد و هم چنین روش اویلری-اویلری با نتایج آزمایشگاهی صحت سنجی شده است و مشخص گردید زمانی که ابعاد ذرات کوچک تر از 12 میکرون باشد، فرآیند رسوب گذاری، محسوس نمی باشد و می توان از اثر حضور این نوع از ذرات چشم پوشی نمود؛ بنابراین روش اویلری-اویلری برای ذرات کمتر از 12 میکرون روش مناسبی محسوب می شود. اعتبار سنجی روش اویلری-لاگرانژی با نتایج آزمایشگاهی صورت گرفته است و در نهایت جریان داخل کانال با طیفی از ابعاد ذرات با روش پیشنهاد شده در این پژوهش (ترکیب دو دیدگاه) شبیه سازی شده و به تشریح نتایج بدست آمده پرداخته شده است. برای انجام شبیه سازی های عددی از توسعه کدهای متن باز اپن فوم برای لحاظ کردن اثر ذرات استفاده شده است. باتوجه به آشفته بودن جریان از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ برای مدل سازی آشفتگی استفاده شده است.
    کلید واژگان: سیال چگال پیوسته, روش اویلری-اویلری, روش اویلری-لاگرانژی, شبیه سازی گردابه های بزرگ, ذره
    Hamid Yousefi, Ehsan Khavasi *, Saba Teymouri, Parsa Nazmi, Zahra Mashhadi
    Density currents flow due to the density difference between the current and surrounding environment. An important category of density currents is called turbidity currents, which density difference created as a result of suspended solid particle presence in fluid. In the present study, it is tried to use both Eulerian-Eulerian and Eulerian-Lagrangian methods, to take advantage of each one. In this way, the larger particle that have a more effective role in sedimentation mechanism due to the more falling velocity are calculated as Lagrangian and smaller particles by the Eulerian method. In order to obtain a criterion for particle assortment, seven currents with different particle sizes in the Eulerian-Eulerian model have been numerically simulated in a simple channel and it is compared with no particle case, and also the Eulerian-Eulerian method has been verified with experimental results and identified when the particle sizes is less than 12 micron, the sedimentation process is not appreciable, and the presence effect of these kind of particle can be ignored. Therefore, the Eulerian-Eulerian method is a suitable method for this case. The Eulerian-Lagrangian method validation has been performed with experimental results. Finally, the current inside the channel with a spectrum of particle dimensions is simulated and described the results by the proposed method (the combination of two methods). To perform numerical simulations, the development of open-source OpenFOAM codes has been used to take into account the effect of particle. Due to the current’s turbulence, a Large Eddy Simulation method has been used for turbulent modeling.
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال