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:

مجید بازارگان

  • مجید بازارگان*، رامین فرزدی
    پژوهش کنونی با بهره گیری از شبیه سازی سه بعدی جریان حول توربین داریوس سه پره ای به بررسی توان راه اندازی توربین می پردازد. دو نوع توربین ‏پره مستقیم و پره مارپیچ مجهز به پره هایی با پروفیل جی-شکل مورد بررسی قرار گرفته اند. جهت ارزیابی جامع، تاثیر کمیت های گوناگون نظیر سرعت باد، ‏ارتفاع پره ها و باز یا بسته بودن انتهای پره جی-شکل مورد مطالعه قرار گرفته و نتایج با نتایج توربین مجهز به پره های کامل مقایسه شده اند. تحلیل جریان ‏حول پره آشکار ساخت که گردابه های شکل گرفته در سطح فشار پره جی-شکل باعث افزایش بیشتر فشار در این سطح شده و در نتیجه موجب افزایش ‏گشتاور تولیدی می شوند. با بستن انتهای پره جی-شکل می توان از خروج این گردابه ها در لبه های انتهایی جلوگیری کرد که تاثیر مثبت این تغییر، در ‏شرایط راه اندازی و شرایطی که روتور دارای چرخش است قابل ملاحظه است. نتایج نشان دادند که متوسط گشتاور تولیدی برای توربین پره مستقیم و پره ‏مارپیچ مجهز به پره جی-شکل با انتهای بسته به ترتیب تحت شرایط راه اندازی 5/38 و 21 درصد و در نسبت سرعت نوک پره کم به ترتیب 5/49 و 9/41 ‏درصد نسبت به توربین با پره کامل افزایش داشته است. همچنین اثر مثبت استفاده از پره های جی-شکل تحت شرایط راه اندازی برای سرعت های کم باد و ‏ارتفاع های بلندتر پره بارزتر می باشد که این پره را به گزینه مناسبی برای به کارگیری توربین در مناطق شهری بدل می کند.‏
    کلید واژگان: توربین داریوس, پره جی-شکل, قدرت راه اندازی, توربین پره مستقیم, توربین پره مارپیچ
    Majid Bazargan *, Ramin Farzadi
    The current study has used three-dimensional simulation of flow around the three-bladed Darrieus ‎turbine to investigate the turbine's self-starting power. Two types of straight bladed and helical bladed ‎turbines, which are equipped with a J-type blades are considered. To fully investigate, the effects of various ‎parameters including wind speed, blade height, and the tips shape of J-type blades which could be open or ‎closed have been studied and the results have been compared with those of the turbine with conventional ‎blades. The analysis of the flow around the J-type blades determined that the vortices formed on the ‎pressure side increase the pressure on this surface and thus rise the torque production. By closing the ends ‎of the J-type blade, these vortices are prevented from exiting at the ends that leads to a substantial ‎improvement on the self-starting and low TSR situations. The results showed that the average torque ‎produced by the straight and helical bladed turbines equipped with closed end J-type blades is respectively ‎‎38.5% and 21% higher than the turbines with full profile blades under self-start-up conditions, and the ‎aforementioned percentages are 49% and 41.9% at low TSRs. It was also concluded that the positive effect ‎of using J-type blades under self-starting conditions is more pronounced at low wind speeds and higher ‎blade heights, which makes these blades a viable option for urban applications.‎
    Keywords: Darrieus Turbine, J-Type Blade, Self-Starting Power, Straight Bladed Turbine, Helical Bladed &Lrm, &Lrm, Turbine
  • سعید خادمی، مجید بازارگان*
    آرایه جت های برخوردی قادر به افزایش انتقال حرارت در سراسر سطح برخورد هستند. یکی از چالش های اساسی در این روش، دشواری تامین توزیع یکنواخت گرما روی صفحه هدف است. پژوهش عددی کنونی، تاثیر خصوصیات صفحه متخلخل در بستر کانال جریان را بر یکنواختی توزیع گرما روی سطح برخورد جت ها بررسی می کند. پارامترهای مورد مطالعه شامل تخلخل، نفوذپذیری و ضخامت لایه متخلخل است. ضریب ارزیابی عملکرد برای در نظر گرفتن همزمان مقدار انتقال حرارت و میزان یکنواختی توزیع آن روی صفحه ی هدف پیشنهاد شده است. نتایج نشان می دهند در میان انواع سناریوهای مطالعه شده، پایین ترین ضریب عملکرد کلی انتقال حرارت برابر 0/1370 و مربوط به موردی است که لایه متخلخل به طور کامل بستر کانال را پوشش داده و ضرایب نفوذپذیری و تخلخل هر دو در کمترین مقدار خود به ترتیب 12-10×1/76=k و 2/0=ԑ هستند. با این حال هنگامی که ضخامت لایه متخلخل نیمی از عمق کانال را در بر می گیرد و ضرایب تخلخل و نفوذپذیری محیط متخلخل به ترتیب در بالاترین (8/0=ԑ) و پایین ترین (12-10×1/76=k) مقادیر خود هستند، بهترین عملکرد کلی انتقال گرما معادل با مقدار 23/45 فراهم می شود. این پژوهش نشان می دهد به کارگیری چیدمان مختلف برای محیط متخلخل می تواند روشی موثر برای تامین توزیع یکنواخت تر گرما با حفظ نرخ انتقال حرارت بالا در جریان جت های برخوردی چندگانه باشد.
    کلید واژگان: آرایه جت برخوردی, ضریب عملکرد انتقال حرارت, یکنواختی انتقال حرارت, محیط متخلخل, بررسی پارامتری
    Saeed Khademi, Majid Bazargan *
    The impinging jet array is capable of enhancing heat transfer rates over the impinging surface. A sever challenge of such cooling method is that it does not transfer the heat across the target plate as uniformly as required in many applications. The main objective of the current numerical research is to study the effects of covering the impingement surface by a porous layer in order to increase the heat uniformity throughout the surface without losing the advantage of high heat transfer rates in a multiple impinging jet flow. The porosity, permeability and thickness of the porous layer are considered. The standard deviation of local Nusselt numbers compared to the average value is used as a measure to evaluate the uniformity of heat transfer along the plate. A performance evaluation factor is proposed to simultaneously account for uniformity as well as total rate of heat transfer. The results show that lowest evaluation factor of 0.137 is obtained once the flow channel is fully covered by the porous medium and the permeability and porosity are at their lowest values of k=1.76*10-12 and ԑ=0.2, respectively. The highest heat transfer performance is obtained for the case when the channel is half filled with the porous layer and the coefficient of permeability and porosity are at their lowest (k=1.76*10-12) and highest (ԑ=0.8) levels, respectively.
    Keywords: multiple impinging jet, heat transfer performance coefficient, heat transfer uniformity, Porous Media, Parametric Study
  • فراز میرالی، الهام محمدی، محمد انصاری، مجید بازارگان*

    در مطالعه حاضر انتقال حرارت و افت فشار جریان هوا در داخل کانال مربعی با دندانه های دارای سوراخ به شکل تجربی بررسی می شود. این فرضیه که ایجاد سوراخ می تواند به از بین بردن یا کاهش اثر مخرب ناحیه ی کم فشار در پشت دندانه تاثیر بگذارد و در نتیجه میزان افت فشار را کاهش دهد مورد واکاوی قرار گرفت. رینولدز بین 15000 تا 50000 در نظر گرفته شد. نسبت ارتفاع دندانه به قطر هیدرولیکی کانال 0.11 و 0.14 و نسبت گام دندانه به قطر کانال در مقادیر 20، 25 و 30 بررسی شدند. نسبت قطر سوراخ به ارتفاع دندانه نیز 3/0 و 5/0 است. نتایج نشان می دهند با ایجاد سوراخ در دندانه، افت فشار کاهش پیدا کرد، اما در عین حال مقدار ناسلت نیز کاهش یافت. تاثیر ایجاد سوراخ در دندانه در نسبت گام کوچکتر بیشتر مشهود و نامطلوب است. از طرف دیگر، ایجاد سوراخ در ارتفاع های بلندتر باعث بهبود عملکرد حرارتی می شود. میزان بهبود در رینولدزهای پایین بیشتر است. ضریب عملکرد در بهترین حالت تا 17% افزایش یافت. در مواردی که مقادیر گام دندانه ها بیشتر است، نتایج نشان می دهند در کاربردهایی که نیاز به کاهش دمای دیواره یا افزایش انتقال حرارت اولویت دارد و مصرف انرژی دمنده دارای اهمیت کمتری است با استفاده از دندانه های دارای سوراخ، می توان عملکرد سیستم مربوطه مانند توربین گاز یا گرمکن خورشیدی را تا حد قابل توجهی افزایش داد.

    کلید واژگان: انتقال حرارت جابه جایی, کانال مربعی, دندانه دارای سوراخ, افت فشار, گرمکن هوای خورشیدی
    Majid Bazargan *, Faraz Mirali, Elham Mohammadi, Mohammad Ansari

    The heat transfer and pressure drop of the air flow inside the square channel with perforated ribs are investigated experimentally. The effect of the perforation on the reduction of the low pressure region behind the ribs, and thus reduction in overall pressure drop, is evaluated. The Reynolds number is between 15000 and 50,000. Two values of 0.1 and 0.14 are selected for the ratio of the ribs height to the channel hydraulic diameter and three values of 20, 25 and 30 are considered for the ratio of the ribs pitch to the ribs height. The ratio of the hole diameter to the rib height are 0.3 and 0.5 respectively. It is found that the perforated ribs result in less pressure drop as well as reduced Nusselt number. Moreover, the effect of perforation is found to be unfeasible in the smaller pitch ratios. On the other hand, in long ribs, the perforation improves the performance coefficient up to 17%, the improvement is more evident in low Reynolds. In particular, for applications such as gas turbine or heaters, where the prime concern is to lower the wall temperature or increase the heat transfer and the blower energy consumption is less important, the current results show that using holes in the ribs can effectively enhance the flow thermal performance.

    Keywords: Convection Heat Transfer, Square Channel, Perforated Ribs, Pressure Drop, Solar Air Heater
  • مجید بازارگان*، رامین فرزدی

    در این پژوهش یک سیکل تبرید جذبی پخشی برای استفاده در خودرو شبیه سازی شده است که از انرژی حرارتی اتلافی اگزوز به عنوان منبع انرژی حرارتی سیکل استفاده گردیده است. موتور احتراق داخلی با حجم 1.3 لیتر در دورهای موتور و میزان بازشدگی های مختلف دریچه گاز مورد تست تجربی قرار گرفت و از شرایط دود اگزوز نظیر دبی و دما به عنوان ورودی منبع حرارتی سیکل تبرید استفاده شد. در نهایت، برای دورهای موتور بالاتر از 2000 rpm مشکل خاصی وجود نداشت و دمای اواپراتور بین 0.4- درجه سانتیگراد تا 7.1- درجه سانتیگراد قرار گرفت ولی برای دورهای 1500 rpm و 1000 rpm، دمای اواپراتور در محدوده مناسبی قرار نگرفت که این مشکل در پژوهش های پیشین نیز گزارش شده است. تا کنون راه کاری برای دورهای پایین یا شرایط بیکار موتور مثلا در ترافیک که معمولا نیاز به کارایی سیستم تبرید در خودرو بالاتر است ارایه نشده است. در این مطالعه، ژنراتور جدیدی طراحی و مورد شبیه سازی قرار گرفت. استفاده از ژنراتور جایگزین به طور میانگین 16/8% انتقال حرارت به ژنراتور را بهبود بخشید که بر اثر آن ظرفیت سرمایشی به طور میانگین 4/7% افزایش پیدا کرد. سیکل جذبی پخشی کنونی قادر است در دورهای پایین موتور نیز عملکرد مناسبی ارایه دهد.

    کلید واژگان: سیکل تبرید جذبی پخشی, موتور احتراق داخلی, انرژی حرارتی اتلافی اگزوز, ظرفیت سرمایشی
    Majid Bazargan *, Ramin Farzadi

    A diffusion absorption refrigeration cycle as a car refrigerator, which uses the car exhaust waste heat as a heat source of the cycle has been simulated in this study. An internal combustion engine with a volume of 1.3 liters at different engine speeds and throttle openings was examined experimentally and exhaust conditions such as flow rate and temperature were used as the input of the cycle. Eventually, for engine speeds above 2000 rpm, there was no trouble and the evaporator temperature ranged from -0.4oC to -7.1oC. For 1500 rpm and 1000 rpm, the evaporator temperature did not reach the desired range of variations, which is the case in other reported researches. There is no available solution for the situations where the engine is running at low speed such as in traffic jam or idle condition. Therefore, a new generator was designed and simulated to solve this problem. The simulation results show that by using the modified generator, the heat transfer to the generator improves by 16.8% on average. Consequently, the cooling capacity increases by 4.7%. Therefore, the current diffusion absorption cycle is capable of performing well at the low engine speeds.

    Keywords: Diffusion Absorption Refrigeration cycle, Internal combustion engine, Exhaust wasted heat, Cooling Capacity
  • محمد انصاری، مجید بازارگان
    خنک کاری پره ها از چالش های پیش رو در توسعه توربین های گازی است. به منظور بهبود انتقال حرارت در داخل پره، از کانال های خنک کاری استفاده می شود. استفاده از دندانه های تکرارشونده در سطوح داخل کانال تاثیر قابل توجهی بر مشخصه های جریان سیال و انتقال حرارت دارد. در مطالعه حاضر به شکل عددی به مطالعه تاثیر دندانه های تکرار شونده با گام تکرار و ارتفاع معین پرداخته شده است. برای جریان های با اعداد رینولدز 10000 تا 80000، جریان آشفته سیال و انتقال حرارت مورد شبیه سازی قرار گرفت. روش حجم محدود مورد استفاده قرار گرفت، برای شبیه سازی آشفتگی از مدل استاندارد k – ε استفاده شد. شرط مرزی حرارتی شار حرارتی ثابت در دیواره کانال بود. مقدار شار حرارتی به نحوی تعیین گردید تا اختلاف دما بین 10 تا 15 درجه سانتیگراد باشد. نتایج مطالعه حاضر با نتایج تجربی موجود در شرایط مشابه مورد مقایسه قرار گرفت. ضریب افت فشار در هر دو حالت دوبعدی و سه بعدی تشابه خوبی با مقادیر تجربی داشت. ضریب انتقال حرارت که در محاسبه دوبعدی حاصل شد، تفاوت اندکی با نتایج تجربی داشت. دقت نتایج شبیه سازی سه بعدی برای ضریب انتقال حرارت در محدوده رینولدز پایین مناسب نبود، اما با افزایش عدد رینولدز به طور پیوسته بهبود یافت. مشاهده شد که حداکثر انتقال حرارت و افت فشار به ترتیب در حدود بیش از 200% و 300% افزایش پیدا کرد. از دلایل افزایش انتقال حرارت می توان به ایجاد جریان های ثانویه و ایجاد گسستگی در رشد لایه مرزی اشاره نمود.
    کلید واژگان: انتقال حرارت جابه جایی, کانال, دینامیک سیالات محاسباتی, دندانه, بهبود انتقال حرارت
    Mohammad Ansari, Majid Bazargan
    Cooling of blades is a challenge in advancement of gas turbines. Channels are used inside the blades to improve the heat transfer. Repeated ribs have significant impact on the heat transfer and pressure drop characteristics of a channel. In this study the effect of ribs with specified geometry is numerically investigated. In a relatively large range of Reynolds from 10000 to 80000, the fluid flow and heat transfer were simulated. The finite volume method was implemented. To model the turbulence, the standard k– ε model was used. The thermal boundary condition was the constant heat flux at the channel surfaces. The magnitude of the heat flux was assigned in a way to result in temperature difference from 10 K to 15 K. The results of current research were compared to the available experimental data under similar flow conditions. The coefficient of pressure drop was comparable with experimental data both in two dimensional and three dimensional cases. In the two dimensional simulation, the heat transfer coefficient was similar to the experimental data in the range of this study. In the three dimensional simulation, accuracy of the heat transfer coefficient in the case of low Reynolds was not satisfactory. However, it improved progressively as the Reynolds number increased. It was observed that, the maximum improvement in the heat transfer and pressure drop are about more than 200% and 300% respectively. Heat transfer augmentation could be explained by the presence of the secondary flows and disruption of the boundary layer growth due to the ribs.
    Keywords: Convection, Channel, Computational fluid dynamics, Ribs, Heat transfer augmentation
  • نسترن ربیعی، محمد امین محمودآباد بزچلو، مجید بازارگان *
    در این پژوهش با بهره گیری از تست تجربی میدانی و همچنین مدل سازی و حل عددی به بررسی تاثیر فاصله ی طولی بین دو خودرو در سرعت های گوناگون و ارائه ی یک فاصله و سرعت بهینه برای داشتن کمترین میزان ضریب پسا و مصرف سوخت به وسیله ی الگوریتم هوش مصنوعی پرداخته شده است. به این منظور سه سرعت ثابت 70 ، 90 و 110 کیلومتر بر ساعت برای خودروها در نظر گرفته شده است. برای اطمینان یافتن از نتایج حل عددی، با استفاده از اندازه گیری دقیق مصرف سوخت یک دستگاه خودروی سواری، در برخی حالات از تست میدانی بهره گرفته شده است. نتیجه ی این پژوهش نشان می دهد که حرکت پشت سرهم خودروها با رعایت فاصله ی بهینه ی محاسبه شده کاهش 7 درصدی ضریب پسای خودروها را به دنبال خواهد داشت. نتایج پژوهش کنونی برای بزرگراه های اتوماتیک که فاصله ی ایمن بین دو خودرو می تواند خیلی کمتر از فاصله های خودروها در بزرگراه های متعارف باشد، کاربرد بسزایی دارد.
    کلید واژگان: ضریب پسا, مصرف سوخت, حرکت پشت سرهم خودروها, فاصله ی طولی خودروها, بزرگراه های اتوماتیک
    N. Rabiei, M.A. Mahmoudabad, M. Bazargan *
    According to the development of technology of automated highways, the platooning can be benefited for improvement in fuel consumption. Platooning has already been exercised in the nature and industry as an effective tool to reduce the drag coefficient. The goal of this article is to investigate the effect of longitudinal distance between two passenger cars on drag coefficient and hence the fuel consumption numerically and experimentally. It has already been shown by various investigators that a passenger car travelling in the wake of another car will experience a reduction in drag coefficient. The optimized distance and speed to attain the least drag coefficient and fuel consumption are reported. The car’s speeds of 70, 90 and 110 kilometers per hour have been examined in this study. To evaluate the numerical results, some field tests are done. A device which was particularly designed and fabricated to measure the fuel consumption was installed on a sedan midsize car. The results show that the car platooning with an optimized longitudinal distance between two cars can reduce the drag coefficient by 7 percent.
    Keywords: Drag Coefficient, FUEL CONSUMPTION, PLATOONING, LONGITUDINAL DISTANCE BETWEEN CARS, AUTOMATED HIGHWAYS
  • مصطفی ورمزیار *، سید رضاحمزه لو، حسین افشار، مجید بازارگان
    در این تحقیق یک مدل شبکه بولتزمن با هدف شبیه سازی جریان جابجایی آزاد بهکمک فیلتراسیون فشار معرفی میشود. سیال در نزدیکی نقطه فوق بحرانی بهشدت تراکمپذیر و البته در محیط ریزگرانش تحت شرایط ماخ پایین جریان دارد. در این پژوهش، الگوریتمی بر پایه فیلتراسیون فشار ارایه می شود که بهوسیله آن میتوان از مدل تراکمناپذیر شبکه بولتزمن در یک جریان تراکمپذیر ماخ پایین استفاده کرد. اولین مثال مورد بررسی به قیاس شرط مرزی حاضر با مدل بازگشت در جریان پوازیه میپردازد. در این قسمت نشان داده شده که مرتبه خطای روش پیشنهادی به مراتب پایینتر از روش بازگشت و از مرتبه دو روی مکان است. در مثال بعد، تاثیر شرط مرزی جدید در پایدار نگاه داشتن جریان رایلی- بنارد تا رایلی های بالا گزارش میشود. در پایان، از معادلات فیلتر شده فشاری جهت شبیه سازی جریان جابجایی آزاد سیال فوق بحرانی درون حفره استفاده میشود. نتایج توافق خوبی با داده های موجود از پژوهشهای پیشین دارد.
    کلید واژگان: روش شبکه بولتزمن, ضریب هدایت متغیر, فیلتراسیون فشار, جریان جابجایی آزاد, سیال غیر آیده آل
    M. Varmazyar *, S.R. Hamzeloo, H. Afshar, M. Bazargan
    In this research, a lattice Boltzmann model is proposed to simulate free convection flow through pressure filtration. High compressibility effect needs to be considered near the critical point. A Poiseuille flow has been used as the first example to examine the effects of boundary condition model used in this study. It has been shown that the encountered error is of second order, which is considered to be desirable. The effect of the present boundary condition on the stability of solution to a Rayleigh-Benard problem has also been demonstrated. Finally, the filtered pressure equations have been implemented to model flow of a supercritical fluid in a cavity. The results are in good agreements with available data in the literature.
    Keywords: Lattice Boltzmann Method, Variable Thermal Conductivity, Pressure Filtration, Natural Convection Flow, Non, Ideal Fluid
  • مصطفی ورمزیار *، مجید بازارگان
    در این پژوهش، به معرفی یک مدل شبکه بولتزمن به منظور شبیه سازی پدیده اثر پیستونی، که اصلی ترین مکانیزم انتقال حرارت سیال فوق بحرانی در محیط میکرو گرانش می باشد، پرداخته شده است. تغییر ضریب پخش در روش شبکه بولتزمن حرارتی با اضافه شدن یک ترم به تابع توزیع تعادلی مدل سازی گردید. جهت محاسبه نیروی بین مولکولی و ایجاد مدل تراکم پذیر شبکه بولتزمن، از رابطه حاکم بر سیال واندروالس استفاده شد. هم چنین جهت حذف پرش سرعت بر روی دیواره، روابط شرط مرزی منطبق با شبکه بولتزمن تراکم پذیر در حضور نیروی واندروالس ایجاد گردید. نشان داده شد که این شرط مرزی دقت بالایی در شبیه سازی مسایل نیرو محور دارد و دقت مرتبه دوم نسبت به مکان را دارا می باشد. نهایتا مدل توسعه یافته شبکه بولتزمن حرارتی به همراه مدل شبکه بولتزمن تراکم پذیر جهت شبیه سازی انتقال حرارت جریان سیال فوق بحرانی به کار گرفته شده است. پدیده اثر پیستونی با در نظر گرفتن مدل نیروی بین مولکولی واندورالس شبیه سازی گردید. نتایج حاکی از آن است که طرح های گوناگون شبیه ساز نیرو، خطاهای متفاوتی را در شبیه سازی جریان سیال تراکم پذیر فوق بحرانی دارند. قیاسی بین هدایت خالص و انتقال حرارت به واسطه پدیده اثر پیستونی صورت گرفت و نشان داده شد که انتقال حرارت به واسطه پدیده اثر پیستونی سریعتر از هدایت خالص است.
    کلید واژگان: معادله شبکه بولتزمن, ضریب پخش متغیر, مدل تراکم پذیر شبکه بولتزمن, اسکیم شبیه ساز نیرو, پدیده اثر پیستونی
    Mostafa Varmazyar *, Majid Bazargan
    Piston effect is an important mechanism of heat transfer in a supercritical fluid flow under microgravity condition. In this study, a Lattice Boltzmann Model (LBM) has been introduced to simulate the piston effect. Variations of diffusion coefficient has been accounted for by adding a corresponding term to equilibrium distribution function. To calculate the intermolecular forces and compressibility in the LBM, a van der Waals equation of estate has been employed. Boundary conditions corresponding to compressible LBM at the presence of van der Waals forces have been set to eliminate the speed jump at the wall. It has been shown that such boundary conditions provide high accuracy in problems involving forces with an error of second order of magnitude in terms of space. The developed thermal LBM together with compressible LBM have been applied to simulate the heat transfer to supercritical fluid flows. The piston effect has been modeled by considering van der Waals inter molecular forces. The errors associated with each of the schemes used have been evaluated. A comparison between a pure conduction case and heat transfer due to piston effect has been made. It has been shown that the heat transfer occurs faster once the piston effect is in effect.
    Keywords: Lattice Boltzmann Method, Variable Thermal Diffusivity, Lattice Boltzmann Compressible Model, Force Simulation Scheme, Piston Effect Phenomena
  • محمد انصاری، مجید بازارگان *
    به منظور بهبود انتقال حرارت در پره توربین های پیشرفته و گرم کن هوای خورشیدی از دندانه های تکرار شونده استفاده می شود. کاربرد این دندانه ها در سطوح داخل کانال تاثیر قابل توجهی بر مشخصه های جریان سیال و انتقال حرارت دارد. وجود دندانه ها انتقال حرارت را به طور چشم گیر بهبود می دهد، اما در عین حال بر افت فشار نیز موثر است. به همین علت نیاز است تا مقایسه ای بین میزان بهبود انتقال حرارت و مقدار توان لازم برای به جریان درآوردن سیال در افت فشار متناظر انجام گیرد. در پژوهش کنونی تلاش شده است تا در یک گرم کن هوای خورشیدی از نوع صفحه ای، مشخصات هندسی دندانه ها برای رسیدن به بهترین بازده حرارتی بهینه سازی شود. برای بهینه سازی از الگوریتم ژنتیک استفاده شد. بهینه سازی با دو هدف صورت پذیرفت. اول بازده حرارتی بالاتر که تاثیر هم زمان انتقال حرارت و افت فشار را در نظر می گیرد. دیگر اینکه اختلاف دمای جریان هوای ورودی و خروجی مناسب کاربردهای عملی باشد. مدل ریاضی بر مبنای روابط انتقال حرارت توسعه داده شد. ضریب انتقال حرارت جابه جایی در کانال دندانه دار از روابط تجربی محاسبه شد. جریان در رینولدز بین 2300 تا 25000 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده با نتایج تجربی موجود در شرایط مشابه مورد مقایسه و اعتبارسنجی قرار گرفت. مشاهده شد که بازده حرارتی گرم کن هوای خورشیدی در دبی جرمی پایین در حدود 10% بهبود می یافت. البته در دبی جرمی بالاتر به دلیل افزایش توان مورد نیاز جهت غلبه بر افت فشار، اثر دندانه ها کاهش می یافت و حتی می توانست باعث کاهش بازده نیز بشود.
    کلید واژگان: بهینه سازی, الگوریتم ژنتیک, گرم کن هوای خورشیدی, دندانه, بهبود انتقال حرارت
    M. Ansari, M. Bazargan*
    Repeated ribs are used to enhance heat transfer in turbine blades and solar air heaters. The ribs have significant effect on the characteristics of heat transfer and fluid flow. Application of ribs enhances the heat transfer significantly, however simultaneously the pressure drop increases. As a result a balance must be made between the improvement in heat transfer and additional power to overcome the elevated pressure drop. In this study, the effect of ribs on the thermal performance of a flat plate solar air heater is investigated to find the optimum set of parameters in a flat plate solar air heater with ribbed surfaces. Genetic algorithm used to perform the optimization. The optimization carried out to meet two objectives, to attain higher thermal efficiency and to guarantee a practical temperature difference in the inlet and outlet of air flow. In a relatively large range of Reynolds numbers from 2300 to 25000, the fluid flow and heat transfer were evaluated. In order to validate the results, comparison has been made with available data in literature. It was found that the application of ribs improve the thermal efficiency about 10% in low air mass flows, however at higher air flow the additional power due to the pressure drop diminish the effect and even might decrease the efficiency.
    Keywords: Optimization, Genetic Algorithm, Solar air heater, Ribs, Heat transfer augmentation
  • مصطفی ورمزیار *، مجید بازارگان، آرش محمدی، علیرضا رهبری
    در این پژوهش، روش شبکه بولتزمن حرارتی با هدف محاسبه پارامتر اسکالر از جمله دما با در نظر گرفتن تغییرات ضریب پخش هدایتی توسعه داده شده است. این روش در حالت استاندارد دارای خواص ثابت و بدون ترم منبع می باشد. هدف اصلی ارایه مدلی جهت شبیه سازی ضریب پخش متغیر با حضور یک منبع خارجی حرارت است. برای این منظور یک ترم به تابع توزیع تعادلی اضافه شد. این مدل در مساله های مختلف مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که روش پیشنهادی، قابلیت مدل سازی مسایل به شدت غیر خطی را نیز دارد. لازم به ذکر است جهت افزایش شرایط غیرخطی از تشعشع و ترم منبع در کنار جریان جابجایی آزاد استفاده شده است. از مزایای مدل پیشنهادی آن است که امکان استفاده از روش زمان آرامش چندگانه را فراهم می سازد. این تغییر باعث افزایش پایداری حل می شود. از طرف دیگر با استفاده از آنالیز چاپمن انسکوگ خطای روش پیشنهادی، شناسایی شد. بخشی از خطا که ارتباطی به تغییر خواص نداشت، با پیشنهاد ترم اصلاحی و استفاده از ترم های مرتبه بالا در آنالیز چاپمن انسکوگ حذف گردید. هم چنین نشان داده شد ترم اضافه شده، که نماینده قسمت متغیر ضریب پخش حرارتی است، خطایی از مرتبه دوم عدد نادسن ایجاد می کند که قابل صرف نظر می باشد. به علاوه معین گردید که مدل پیشنهادی، دارای خطایی از مرتبه دوم نسبت به زمان است.
    کلید واژگان: آنالیز خطا, روش شبکه بولتزمن حرارتی, ضریب هدایت حرارتی متغیر, جابجایی آزاد
    Mostafa Varmazyar *, Majid Bazargan, Arsh Moahmmadi, Alireza Rahbari
    In this study¡ a Lattice Boltzmann Method (LBM) has been developed to calculate the distribution of a scalar quantity¡ like temperature¡ in a natural convection flow field under the condition of varying fluid thermal conductivity. The standard form of an LBM usually considers the fluid properties to be constant without any source term in conservation equations. The model developed is to account for variation of thermal conductivity with temperature in the presence of an external heat source. The proposed model has been examined against various case studies. It is shown that it is capable of modeling the extremely nonlinear problems. To magnify the nonlinear term in the natural convection case of under study¡ the radiation and other thermal sources have been used. The multiple relaxation time scheme has been applied to assure the solution stability. Using Chapman-Enskog analysis¡ the error associated with the proposed model has been estimated. The part of error which was not due to variations in the fluid properties¡ may be eliminated by introducing a correction term in higher order terms in Chapman-Enskog analysis. In addition¡ it has been shown that the correction term associated with the fluid conductivity variations¡ create an error of second order in terms of Knudsen number and is negligible. The present LBM model has an error of the second order of magnitude with respect to time.
    Keywords: Error analysis, Lattice Boltzmann method, Variable thermal conductivity, Natural convection
  • مصطفی سفیدگر، حسین بزم آرا، مجید بازارگان، سید مجتبی موسوی نایینیان، مجید سلطانی
    امروزه مدل سازی تومورها و نتایج شبیه سازی آنها برای پیش بینی چگونگی انتقال دارو به سلول از طریق مویرگ ها و بافت ها به کار می رود. این مدل سازی شامل بررسی جریان درون بافتی (جریان پخش و جابه جایی در ماتریس فراسلولی) و جریان عبوری از مویرگ ها، ایجاد شده توسط تومور است. در این مقاله مدل جامعی از جریان در بافت توموری و نرمال در برگیرنده آن با در نظر گرفتن مقیاس های مختلف، (جریان جابه جایی خون در مویرگ ها به عنوان کوچک ترین مقیاس تا جریان سیال درون بافتی) ارائه شده است. در این مقاله برای اولین بار به کمک مدل ریاضی، شبکه مویرگی ناشی از تومور با دو رگ والد در اطراف آن تولید شده است. در ادامه، با در نظر گرفتن خواص رئولوژی ناپیوسته خون در مویرگ ها و تطابق پذیری قطر مویرگ ها به عوامل جریانی و متابولیکی، جریان خون در شبکه مویرگی، مدل سازی شده است. این جریان همزمان با جریان درون بافتی که از طریق جریان عبور از دیواره مویرگ به هم متصل شده اند حل شده است. نتایج، فشار درون بافتی بالا در ناحیه توموری و همچنین شبکه مویرگی نامتناجس را که از عوامل اختلال در دارورسانی به تومورها هستند پیش بینی کرده است.
    کلید واژگان: تومور, شبکه مویرگی بازسازی شده, جریان درون بافتی, جریان خون درون مویرگی
    Mostafa Sefidgar, Hossein Bazmara, Majid Bazargan, S. Mojtaba Mousavi Naeenian, Madjid Soltani
    Nowadays، solid tumor modeling and simulation results are used to predict how therapeutic drugs are transported to tumor cells by blood flow through capillaries and fluid flow in tissues. This model involves processes such as fluid diffusion، convective transport in extracellular matrix، and extravasation from blood vessels. In this paper، a complete model of interstitial fluid flow in tumor and normal tissue is presented with considering multi scale of solution such as blood flow through a capillary (as the smallest scale) to interstitial flow (as the biggest scale). The advanced mathematical model is used to generate a capillary network induce by tumor with two parent vessel around the tumor for the first time. In the following، the blood flow is modeled through the network with considering the non-continuous behavior of blood rheology and adaptability of capillary diameter to hemodynamics and metabolic stimuli. This flow is simultaneously simulated with interstitial flow which is coupled to blood flow through capillary with extravascular flow. The results predict elevated interstitial pressure in tumor region and heterogeneous capillary network which are introduced as barriers to drug delivery.
    Keywords: Tumor, Remodeled capillary network, Interstitial fluid flow, Blood flow through capillaries
  • مجید بازارگان *، مریم احمدی علی بیگلویی
    باتوجه به منابع آب موجود در جهان، تامین آب شیرین یکی از مهم ترین مسائل پیش روی دولتمردان کشورهای خشک و کم آب است. متداول ترین روش های موجود برای شیرین سازی، روش های حرارتی و غشایی هستند که مناسب برای تولید آب در ظرفیت های بالا هستند. یکی دیگر از روش های تولید آب شیرین، استفاده از رطوبت هوا است که برای مناطق گرم و مرطوب و ظرفیت های پایین پیشنهاد شده اند. این سیستم ها که از انرژی خورشید برای تبخیر آب و افزایش رطوبت هوا و از سرمایش زمین برای رطوبت زدایی آن استفاده می کنند، به سیستم های تولید آب چگالشی معروف هستند و در کشورهای آفریقای شمالی توجه زیادی را به خود جلب کرده است و هم اکنون نمونه-های کوچک آن در تونس و الجزیره استفاده می شوند. در این سیستم ها هوای گرم و مرطوب به داخل لوله های مدفون در زمین هدایت می شود و در آنجا به دلیل انتقال حرارت با زمین خنک می گردد و بخار موجود در هوا به صورت آب در می آید. با استفاده از لوله های سوراخ دار می توان از این سیستم ها برای مصارف کشاورزی و هوادهی خاک استفاده نمود. همچنین برای مصارف خوراکی می توان آب را در انتهای لوله جمع آوری نمود. نتایج مطالعات نشان می دهد که در مناطق گرم و مرطوب می توان با استفاده از سیستم تولید آب چگالشی به طور میانگین 1.8 کیلوگرم آب در روز در یک متر (90کیلوگرم آب در لوله 50 متری) استحصال نمود.
    کلید واژگان: آب شیرین کن, دستگاه تقطیرکن خورشیدی, آب خوراکی و کشاورزی, هوای مرطوب, سیستم تولید آب چگالشی
  • مجید سلطانی، حسین بزم آرا، مصطفی سفیدگر، مجید بازارگان، سید مجتبی موسوی نایینیان
    نورگ سازی متاثر از تومور مرحله اصلی تبدیل یک تومور خوش خیم به بدخیم است. در این فرایند، رشد و مهاجرت سلول های اندوتلیال زمینه ساز تشکیل مویرگ هایی هستند که با انتقال خون به تومور باعث رشد بیشتر آن می شوند. با توجه به اهمیت تشکیل مویرگ ها و جریان خون در نورگ سازی، شبیه سازی این پدیده اهمیت ویژه ای در تحقیقات مرتبط با رشد تومور و گسترش سرطان دارد. در این تحقیق با در نظر گرفتن مقیاس های فرا سلولی، سلولی و درون سلولی برای نورگ سازی، از مدلی ریاضی برای بررسی تاثیرات مکانیکی ماتریس فراسلولی بر رشد و مهاجرت سلول های اندوتلیال استفاده شده است. این تاثیرات شامل چگالی ماتریس و طول فیبرهای آن می باشد. از یک روش مونت کارلوی گسسته شبکه ای جهت مدل کردن دینامیک سلولی استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که امکان مهاجرت سلول ها و تشکیل رگ در بازه ی مشخصی از چگالی ماتریس و طول فیبرهای ماتریس میسر است. بر این اساس، مقادیر متوسط چگالی ماتریس و طول کم فیبرها، محیط مناسبی برای رشد رگ ایجاد می کنند. این مدل، رفتار سلول های اندوتلیال برای ساخت شبکه مویرگی را به خوبی ارائه می کند و به عنوان پایه ای برای توسعه مدل های تشکیل حلقه های جریان و جریان خون در مویرگ های اطراف تومور مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
    کلید واژگان: نورگ سازی, مدل چند مقیاسی, تومور, روش سلولی پاتس
    Madjid Soltani, Hossein Bazmara, Mostafa Sefidgar, Madjid Bazargan, Seyyed Mojtaba Musavi Naeenian
    Tumor induced angiogenesis is the bridge between benign and malignant tumor growth stages. In this process، growth and migration of endothelial cells build capillaries to supply the tumor with blood for its further growth. Regarding the importance of capillary formation and blood flow in angiogenesis، simulation of this phenomenon plays important role in tumor growth and cancer development studies. In this work، considering intracellular، cellular، and extracellular scales a mathematical model of tumor-induced angiogenesis is used to consider mechanical effects of extracellular matrix on growth and migration of endothelial cells. These effects are matrix density and its fiber length. In this study، to model cellular dynamics، a discrete lattice based Monte Carlo method is used. Results show that migration of endothelial cells and development of capillaries are possible in a specified range of matrix density and matrix fiber length. Based on the results، medium matrix densities and low fiber length provide a suitable environment for capillaries growth and development. The model is a promising tool for modeling tumor induced angiogenesis and is a base for development of models for loop formation and blood flow in capillaries around tumor.
    Keywords: Angiogenesis, Multi, scale Modeling, Tumor, Cellular Pott's Model
  • علی اسفندیاری، مجید بازارگان
    با توجه به رشد روزافزون مصرف انرژی از یک سو و کاهش منابع سوختهای فسیلی از سوی دیگر، استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر از جمله انرژی باد، در کانون توجه پژوهشگران قرار گرفته است. از میان انواع توربین های بادی که به منظور دریافت توان الکتریکی از جریان باد مورد استفاده قرار می گیرند، توربین های بادی محور عمودی به دلیل عدم وابستگی به جهت وزش باد، حساسیت کمتر نسبت به آشفتگی جریان و تولید صدای کمتر، امکان استفاده در مناطق شهری و در نزدیکی مصرف کنندگان را فراهم می سازند. در این مقاله یک توربین بادی محور عمودی با پره های مستقیم به روش دینامیک سیالات محاسباتی به صورت سه بعدی مدلسازی شده و نتایج حاصل از حل عددی آن با نتایج آزمایشگاهی سایر پژوهشگران اعتبارسنجی گردیده است. پس از آن، اثر تغییر محل اتصال پره های روتور به بازوهای نگهدارنده و گام اولیه پره مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان می دهد که در نمونه مورد بررسی، انتخاب گام اولیه و محل اتصال مناسب پره می تواند بیشینه ضریب عملکرد توربین را به ترتیب 65 و 60 درصد افزایش دهد.
    کلید واژگان: توربین بادی محور عمودی, دینامیک سیالات محاسباتی, محل اتصال پره, گام اولیه پره
    Ali Esfandiari, Majid Bazargan
    Due to growth of energy consumption and depletion of fossil fuels sources, power generation of renewable energy sources such as wind energy has become one of the main interests of researchers. Among different types of wind turbines used for extracting electric power from wind flow, vertical axis wind turbines can be implemented in urban areas and in proximity of energy consumers because of their independence of wind direction, low sensitivity to wind turbulence and lower noise production. In this paper a straight-bladed vertical axis wind turbine has been simulated 3 dimensionally by use of a commercial CFD code. The numerical results have been validated against available experimental data. To improve the performance of the turbine, the effects of blade mount point offset and preset pitch have been investigated. The results show that appropriate blade offset and preset pitch for this case study leads to a 60 and 65 percent increase in the maximum performance coefficient respectively.
    Keywords: Vertical Axis Wind Turbine, VAWT, CFD, Blade mount point, Blade preset pitch
  • علی اصغر صدیقی، مجید بازارگان*
    در این مقاله دودکش ها و یا برج های خنک کننده با آرایش دهانه خروجی متفاوت مورد مطالعه قرار گرفته است. اثر آرایش دهانه خروجی نسبت به جهت باد بر مسیر حرکت دود و نحوه پخش آن مورد توجه ویژه واقع شده است. برای مدل سازی آشفتگی در جریان دود خروجی از دودکش، از مدل غیر خطی استفاده شده است. هنگام استفاده از دودکش با چندخروجی، مسیر حرکت آلاینده ها و نیز نحوه پخش آن ها وابسته به جهتی است که باد بر دودکش بوزد. بسته به جهت باد، مسیر حرکت آلاینده در مقایسه با حالت دودکش با تک خروجی می تواند به بالاتر و یا پایین تر نسبت به سطح زمین منتقل شود. علت این تغییرات به نحوه تاثیرگذاری میدان های کم فشار پایین دست جریان و پر فشار بالادست جریان بر گردابه های CVRP است. نحوه پخش آلاینده نیز بسته به جهت باد و شکل هندسی خروجی دودکش می تواند دستخوش تغییرات گردد که در این مقاله بررسی می گردد.
    کلید واژگان: دودکش, آلاینده, چند خروجی, ارتفاع دود خروجی
    In this paper, pollutants flows coming out of stacks or cooling towers with different outlet shapes have been numerically studied. The effects of exhaust outlet on plume rise, and the pollutant dissipation are investigated. To simulate the flow turbulence, realizable k – ε model is employed for the case of a stack flow with more than one exhaust outlet on the influence of wind condition. The plume rise and dissipation of pollutant are depending on the direction of the wind and the shape of exhaust outlet. Depending on wind direction and shape of exhaust outlet, higher or lower levels of plume rise can be obtained with various kind of pollutant dissipation. These changes are due to the influence of high pressure upstream and low-pressure downstream flow fields of outlet from stacks on the counter vertex rotating pair. The maximum concentration and dissipation of pollutant for various wind directions and output configurations are examined.
    Keywords: stack, pollutant, multi, flue, plume rise
  • مقایسه ی فنی و اقتصادی جایگزینی مبدل های پوسته و لوله بر مبدل های حرارتی چند جریانه از نوع صفحه - پره یی در شبکه ی بازیافت حرارتی
    مجتبی خرم منش، مجید عمیدپور، مجید بازارگان
    مبدل های حرارتی چندجریانی مبدل هایی هستند که در آن ها به طور همزمان انتقال حرارت بین چند جریان سرد و چند جریان گرم انجام می گیرد. از مبدل های حرارتی چندجریانی در مواردی که کارایی حرارتی بالا و حجم و وزن کم مد نظر باشد، استفاده می شود. از موارد کاربرد آن ها می توان به استفاده در فرایندهای فوق سرد گازی در نقش پیش سرد کننده ی سیال ورودی، چگالنده، ریبویلر و چیلر، در صنایع هوا فضا به منظور خنک کردن روغن و سوخت و همچنین خنک کردن کل مجموعه، و در سیستم های تهویه مطبوع در چگالنده ها و تبخیرکننده ها و مبدل های هوایی اشاره کرد. این مبدل ها به علت مزایای اقتصادی فراوان و کارایی حرارتی بالا، جایگزین بسیار مناسبی هستند برای شبکه ی مبدل های حرارتی، که عمدتا از مبدل های پوسته و لوله تشکیل شده اند. از این موضوع به عنوان کاربرد جدید این مبدل ها نام برده می شود. در این نوشتار ابتدا نحوه ی طراحی مبدل های چندجریانی بیان شده و سپس عملکرد حرارتی و اقتصادی این نوع مبدل ها در مقایسه با مبدل های حرارتی پوسته و لوله برای یک شبکه بازیافت حرارتی بررسی خواهد شد.
    کلید واژگان: مبدل حرارتی چند جریانی, مبدل صفحه, پره ای, فناوری پینچ, شبکه ی بازیافت حرارتی
    Compare the technical and economic alternative shell and tube exchangers Heat Chndjryany Sfhhprhyy type in Heat Recovery Network
    Majid Amidpour
    Heat Chndjryany Mbdlhayy that they are simultaneously heat transfer between the cold stream and multi stream multi-gram takes place. Heat Chndjryany of cases where high thermal efficiency and low weight and volume are considered, is used. Cases, their application can be used in the above processes as gas cooling before cooling fluid input, condenser, chiller Rybvylr and, in order to aerospace industries and fuel oil as well Khnkkrdn Khnkkrdn whole collection, and ventilation systems in the condenser and Tbkhyrknndhha Air exchangers and pointed. Converters due to the great economic benefits and high thermal efficiency, are an excellent alternative to heat exchangers network, which mainly consists of shell and tube exchangers are. Of this application as the new converters is named. This rticle originally designed in the manner expressed Chndjryany converters and thermal and economic performance of these converters in comparison with the shell and tube heat exchangers for heat recovery networks will be discussed.
    Keywords: Chndjryany heat exchanger, exchanger Page feathers, Pinch Technology, Heat Recovery Network
  • مجید بازارگان، حسن کریمی، مهدی محسنی
    در موشک های سوخت مایع، هدایت پیشران به محفظه احتراق توسط فشاری که از طریق سیستم دمش تامین می شود، انجام می گیرد و تا زمان پایان کار موتور ادامه می یابد. دو عامل که در بهینه سازی جرم سیستم دمش، تاثیر مستقیم دارند عبارتند از تامین حداقل فشار مورد نیاز پمپ و قطع به موقع گاز ورودی به مخزن پیشران، انتخاب و تعیین حداقل فشار مورد نیاز پمپ های پیشران مستلزم محاسبه دقیق تغییرات فشار ورودی به پمپ می باشد. فشار بالشتک، ارتفاع ستون مایع پیشران و شتاب موشک، عوامل تاثیرگذار بر فشار ورودی به پمپ می باشند. تعیین زمان قطع گاز نیز با توجه به شتاب موشک انجام می گیرد. در این مقاله، تامین حداقل فشار مورد نیاز پمپ و قطع به موقع گاز ورودی به مخزن پیشران به طور تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده از این تحقیق تطابق خوبی را با نتایج تجربی نشان می دهد.
    کلید واژگان: هینه سازی جرمی, محاسبات جرمی, موشک سوخت مایع, سیستم فشارگذاری مخازن, مخزن پیشران
    M. Bazargan, H. Karimi, M. Mohseni
    The propellants in a liquid fuel rocket engine are guided into the combustion chamber by means of a back pressure provided by a pressurizing system. There are two common ways to optimize the mass of a pressurizing system, namely minimizing the pressure of the system and cutting off the inlet gas flow to the propellant tank at the right moment. In the former, the minimum pressure required by the propellant pumps depends on accurate calculation of the inlet pressure of the pumps. In the later however, the cut-off time of the gas flow to the propellant tank is a function of the rocket acceleration. The above parameters have direct impact on the total mass of the pressurizing system. In this work, the system pressure minimization and the inlet gas flow cut-off have been analytically studied. Our results have been compared with the existing experimental data, showing relatively close agreements.
    Keywords: Mass Optimization, Mass Calculation, Liquid Fuel Rocket EnginPressurizing System, Propellant Tank
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