جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "fluid flow" در نشریات گروه "مکانیک"
تکرار جستجوی کلیدواژه «fluid flow» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»-
In order to reduce exit swirl and obtain the desired Mach number, axial exit guide vanes (EGV) are often employed in a centrifugal compressor. NASA CC3 compressor, with wedge vane diffuser and without EGV, is considered as the base model for the analysis and validation. An axial flow domain with exit guide vane is added to this base model after the diffuser outlet to study the effect on the compressor performance. The performance of exit guide vane with different profiles: flat plate, symmetric wedge, circular arc, and airfoil vane profiles by maintaining the same chord, number of vanes, and flow angle of the vanes are studied. Numerical simulations are carried out with 60 number of exit guide vanes for all four types of vanes. Among several combinations, when the centrifugal compressor is equipped with 60 circular arc vanes as EGV, the efficiency and pressure recovery values at the design point have increased by 6.5% and 8.9%, respectively.Keywords: Centrifugal compressor, fluid flow, External Guide Vane (EGV), Radial diffuser, Turbomachinery
-
Heat pipes (HPs) are used in temperature profile flattening and cooling process of the devices involved in thermal issues. Thermal performance of a HP can be considered as a function of external and internal parameters. This research develops a numerical model with governing equations to analyze likely effects of a magnetic field on the thermal operation of a specific cylindrical HP. In this model, we consider conservation of mass, momentum and energy, in addition to the magnetohydrodynamic (MHD) equations. We use the finite element method (FEM) to solve the system of stated equations. To demonstrate the validity of numerical results, we compare our numerical results with the results of other works in the absence of magnetic field. Additionally, we develop an experimental setup and show that our numerical and experimental results are in good agreement. Our results show that increasing the magnetic flux density from 0 to 0.2 Tesla results in three important improvements on the HP operation: (a) 47% reduction of the temperature difference, (b) reduction of the average temperature and operation pressure, and (c) increasing the uniformity of temperature distribution.
Keywords: Heat Pipe, Temperature, Heat transfer, Fluid flow, magnetic field, Magnetohydrodynamic -
The micro tube bank model is a commonly used structure in microelectro mechanical cooling systems. Flow across a micro tube bank is a basic benchmark for analyzing flow resistance and heat transfer capability. In this paper, the flow around a micro tube bank model was studied both experimentally and numerically. Micro-Particle Image Velocimetry technology was used to measure the flow field at different inlet flow rates. The laminar flow model, S-A model and standard k-ε model were used to calculate the flow field inside the micro tube bank model. By comparing the results from the three numerical models with the experimental results, there is a certain gap between them can be noted. However, it was found that the standard k-ε model is better than laminar model and S-A model in the comparison between numerical results and experimental results. In conclusion, the standard k-ε model is more suitable for the numerical calculation of the flow field around a micro scale tube bank model.Keywords: fluid flow, Micro cylinders, Micro-PIV, Numerical simulation, Vortex
-
مطالعه حاضر مدل عددی مبتنی بر مدل های ریاضی حاکم بر رفتار جریان سیال و انتقال دارو در تومورها را توسعه می دهد تا به بررسی رسانش ماکرومولکول به یک تومور غیریکنواخت، شامل بخش های مختلف موجود در تومور جامد واقعی، تحت تاثیر هنجارسازی عروقی بپردازد. در این پژوهش اندازه تومور در بازه متفاوتی (شعاع معادل از 0/23 تا 2/79 سانتی متر) در نظر گرفته می شود. مساحت زیر نمودارهای توزیع غلظت میانگین دارو و انحراف از آن بر حسب زمان در ناحیه توموری به عنوان مقدار داروی تحویلی و یکنواختی توزیع داروی تحویلی برای بررسی کیفیت دارورسانی مطالعه می شوند. نتایج نشان می دهند که رفتار جریان سیال میان بافتی و توزیع غلظت عامل درمانی، قبل و بعد از هنجارسازی، به اندازه تومور وابسته می باشند. هنجارسازی در تمام اندازه ها سبب کاهش فشار سیال میان بافتی می شود که با کم شدن اندازه تومور، افت فشار ناشی از هنجارسازی افزایش می یابد. هنجارسازی در زمان های متفاوتی که وابسته به اندازه تومور است، سبب بهبود توزیع غلظت آنتی بادی می شود. با این حال از منظر معیارهای میانگین مکانی-زمانی، هنجارسازی عروقی در شعاع معادل از 0/46 تا 0/93 سانتی متر با افزایش یکنواختی توزیع، سبب بهبود رسانش ماکرومولکول به ناحیه توموری می شود. این پژوهش با بحث راجع به سازوکار های اثرگذار در کارکرد هنجارسازی می تواند چشم اندازی برای مطالعات درون تنی و برون تنی فراهم کند که از درمان ترکیبی ضدرگ زایی و شیمی درمانی بهره می برند.
کلید واژگان: جریان سیال, انتقال دارو, تومور غیریکنواخت, هنجارسازی عروقی, درمان ترکیبیThe present study develops a numerical approach based on the mathematical models governing the behavior of fluid flow and drug transport in tumors to investigate the delivery of a macromolecule under the effect of the vascular normalization into a non-uniform tumor, including different parts of a real solid tumor. In this study, different tumor sizes in the range of are considered. The area under the curves of the drug average distribution and its deviation in the tumor site over time is studied as the amount of drug delivered and the uniformity of delivered drug to assess the quality of drug delivery. Results show that before and after normalization, the behaviors of interstitial fluid flow and the distribution of therapeutic agent concentration depend on tumor size. Normalization in all sizes reduces the interstitial fluid pressure, which this pressure drop increases as the tumor size reduces. Normalization improves antibody concentration distribution at different times depending on tumor size. However, from the point of view of the average spatiotemporal criterion, vascular normalization improves macromolecule delivery into the tumor site in by increasing the distribution uniformity. This research, by discussing the mechanisms affecting normalization efficiency, can provide insights for in vivo and in vitro studies that address the combination of anti-angiogenic therapy and chemotherapy.
Keywords: Fluid Flow, Drug Transport, Non-Uniform Tumor, Vascular Normalization, Combo-Therapy -
The present paper reports the numerical results of fluid flow in porous phase change materials (PCM) media. This is an important topic in potential scientific, technological and engineering field’s especially latent heat storage. In this paper, we are only interested in the correlation between permeability and porosity of the porous media and not in latent storage. Fluid flow is characterized by many parameters mainly permeability and porosity. Many models have been proposed for the study of this phenomenon over the years. However, it can be modeled using the complex model that studies the characteristics of pore microstructure and fluid flow in porous media. This model is more accurate and realistic compared to previous models. It predicts permeability and porosity with a good agreement with experimental data. In this paper, the complex model is used to determine the impact of the tortuosity and the density of capillary distribution on the relation between permeability and porosity and check their scaling laws with universal exponents independently of other parameters. The results show that the permeability-porosity relation is proportional to the standard deviation of capillary distribution and its density. The tortuosity affects porosity proportionally, and permeability inversely. The relation between porosity and permeability follows a power law with universal exponents β = 4.06 ± 0.12 for different values of the expectation of distribution, the density of capillaries and the tortuosity; and β = 1.69 ± 0.01 for different values of the standard deviation, density of capillaries and tortuosity. The universality of these exponents further validates the complex model with various previous experimental and numerical studies.Keywords: Scaling law, Permeability, Porosity, Porous media, Complex model, Fluid flow
-
در این تحقیق ارتعاشات غیرخطی میکروتیر یک سر گیردار تحت اثر همزمان ولتاژ و جریان سیال به عنوان میکروتولیدکننده گردابه مورد مطالعه قرار می گیرد. با توجه به اینکه میکروتیر مورد نظر در معرض سیال با سرعت معین قرار دارد، علاوه بر نیروی ناشی از جرم افزوده سیال، اثر نیروهای برآ و پسا به عنوان دو پارامتر مهم ناشی از جریان سیال بر ارتعاش میکروتیر با استفاده از معادله واندرپل شبیه سازی میشود. از تیوری تیر اویلر-برنولی جهت مدل سازی ارتعاش میکروتیر تحت اثر نیروی غیرخطی الکترواستاتیک ناشی از اعمال ولتاژ در جهت عمود بر جریان سیال استفاده گردیده و نشان داده میشود که با توجه به اثر متقابل حرکت ساختار و نوسان سیال، معادلات حاکم به هم وابسته میباشند. جهت تبدیل معادلات با مشتق جزیی به معادلات دیفرانسیل معمولی از روش عددی گلرکین استفاده نموده و پاسخ سیستم به اثر ولتاژ در حضور جریان سیال مورد بررسی قرار می گیرد. اثر جریان سیال بر عدد رینولدز و فرکانس گردابه سیال به عنوان دو عامل مهم در ایجاد پدیده گردابه مورد مطالعه قرار گرفته و پاسخ سیستم به سیال با سرعتهای مختلف جریان به دست میآید. همچنین اثر ولتاژهای اعمالی مختلف بر پاسخ سیستم تحت اثر جریان سیال معین مورد بررسی قرار گرفته و از آن برای کنترل ناحیهای که در آن پدیده قفل شدگی اتفاق میافتد استفاده می گردد.
کلید واژگان: میکروتولیدکننده گردابه, میکروتیر, ولتاژ, جریان سیال, قفل شدگیThe present work investigates the nonlinear vibration of a cantilever cylindrical micro-beam subjected to voltage and fluid flow as a micro vortex generator. As the microbeam is subjected to the fluid with given velocity, in addition to the load due to fluid added mass, the lift and drag forces as the two basic flow-induced factors affecting the dynamics of the micro-beam are modelled using the Van der pol equation. The Euler-Bernoulli beam theory is used to model the cross fluid motion of the beam under nonlinear electrostatic force as result of applied voltage. The Galerkin method is used to convert the partial differential equation to regular differential equations as well as to solve the coupled nonlinear equations governing the micro-beam motion and the wake oscillation to evaluate the response of the coupled structure to a combined applied voltage and fluid flow. The effect of fluid flow on Reynolds number and fluid vortex frequency as two main parameters in creation of Lock-in phenomenon is studied. In addition to effect of different fluid velocities, response of the micro-beam to different input voltages in the presence of fluid flow is investigated and it is shown that for a given flowing fluid, applied voltage can be used to control the lock-in regime.
Keywords: Micro vortex generator, Micro-beam, Voltage, Fluid flow, Lock-in -
در طی فرآیند ریخته گری مداوم فولاد، تاندیش آخرین عمل کننده متالورژیکی است که در آن فرصتی برای حذف ناخالصی های موجود در مذاب فراهم خواهد شد. بنابراین بهبود پدیده های مربوط به جریان سیال در داخل تاندیش ریخته گری مداوم از جمله نوع الگوی جریان، افزایش مدت زمان ماندگاری آخال در تاندیش، کاهش حجم سیال راکد و همچنین افزایش جریان سیال در حال چرخش در تاندیش می تواند باعث بهبود فرآیند جداسازی آخال از مذاب و تهیه فولادی تمیز گردد. در این تحقیق با شبیه سازی عددی و تجربی، رفتار جریان در تاندیش ریخته گری مداوم فولاد مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. در روش عددی از نرم افزار فلوینت جهت شبیه سازی جریان استفاده گردیده و در روش تجربی با ساخت تاندیشی از جنس شیشه با مقیاس 1:4 و شبیه سازی فیزیکی جریان سیال، تاثیر بکارگیری مانع در تاندیش و همچنین تغییر ارتفاع مذاب بر رفتار جریان مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسی ها نشان داده است که کاهش ارتفاع مذاب در تاندیش، سبب افزایش آخال جدا شده از مذاب گردیده و زمان ماندگاری آخال در تاندیش را افزایش می دهد. همچنین بکارگیری مانع در محل ورودی جریان به تاندیش همراه با مانع بلند در طرفین تاندیش، باعث بهبود الگوی جریان و افزایش آخال جدا شده از مذاب می گردد.
کلید واژگان: شبیه سازی عددی, بررسی تجربی, تاندیش, الگوی جریان, جداسازی آخالDuring the continuous casting process, Tundish is the last metallurgical actuator in which there will be an opportunity for removal of impurities present in the melt. Therefore, improving of the fluid flow phenomena inside the tundish, including the type of flow pattern, increasing of inclusion residence time in the tundish, decreasing of volume of stagnant fluid and increasing of fluid flow in the rotation, can improve the process of separation of the inclusion and the preparation of clean steel. In the mathematical method, the FLUENT software is used and in the experimental method, by manufacturing of the glass tundish in 1:4 scale and flow physical simulation, the effect of applying the dam in the tundish, as well as the change in the height of the melt on the behavior of the flow has been investigated, and it has been determined that decreasing of the molten height in the tundish increases the separated inclusion from the molten and inclusion residence time in Tundish. Also, by using the dam at inlet nozzle with a tall dam on the sides of the tundish, flow pattern is improved and the inclusion removal will be.
Keywords: numerical simulation, experimental simulation, tundish, Fluid flow, inclusion removal -
The inclusion of complex obstacles within solar channels is the aim of this article. Two obstacles of the form ꞌ+ꞌ interlaced within a two-dimensional and rectangular channel are the subject of our study. The fluid is Newtonian, turbulent, incompressible and has constant properties. The Reynolds number varies from 12,000 to 32,000 with a constant temperature along the upper surface of the channel. The thermal and dynamic analysis of the channel's internal structure has been carefully processed. Different fields of speed and heat, with various profiles of frictions and heat exchange coefficients, have been included in this research. Future work will involve more complex geometries and using nanofluids to assess the optimum conditions for heat transfer enhancements.Keywords: Heat exchange, Friction, Fluid flow, Complex obstacle, Reynolds number, Nusselt number
-
در این مقاله اثر هندسه بخش واگرای نازل بر جریان سیال و انتقال حرارت درون نازل همگرا- واگرا به صورت عددی و تجربی بررسی شده است. شبیه سازی به صورت حل جریان متقارن محوری مافوق صوت درون نازل همگرا- واگرا انجام شده است. شرایط حاکم بر جریان درون نازل در این پژوهش به صورت دوبعدی برای یک جریان آشفته تک فاز و حالت پایا در نظر گرفته شده است. سیال عامل محصولات احتراق سوخت جامد با شرایط گاز ایده آل و تراکم پذیر است. میدان جریان به کمک نرم افزار فلوئنت با فرمول بندی ضمنی شبیه سازی شده است. در این پژوهش دو نازل همگرا- واگرا مورد ارزیابی قرار گرفته که بخش واگرای یک نازل به صورت مخروطی و یک نازل به صورت زنگوله ای شکل است. مقادیر پارامترهای محاسبه شده در شبیه سازی با آزمون های آزمایشگاهی مقایسه شده است. با توجه به نتایج حاصل از شبیه سازی و مقادیر به دست آمده در آزمون تجربی خطا کمتر از 4% است که در حد قابل قبول و مناسبی است. با توجه به نتایج به دست آمده دقت شبیه سازی جریان در نازل ها دارای مقادیر مناسب است.
کلید واژگان: نازل همگرا- واگرا, بررسی عددی و تجربی, جریان سیال, انتقال حرارتIn this paper, the effect of nozzle divergent section geometry on fluid flow and heat transfer within the convergent-divergent nozzle numerically and experimentally is investigated. Axisymmetric supersonic flow simulation for the converging-diverging nozzle is conducted. The flow field is a steady turbulent two-dimensional flow. The working fluid is a combustion product and is considered as a compressible ideal gas. The flow field is simulated using the commercial code FLUENT. The equations are discretized implicitly with the second order of accuracy. In this study, two convergent-divergent nozzles have been analyzed that the divergent part of one is a cone-shaped and the other is bell-shaped. The calculated parameters in the simulation have been compared with the experimental results. Based on the simulation results and the values obtained in the experimental test, the error is less than 4% that is acceptable and appropriate. According to the results, flow simulation accuracy is appropriate.
Keywords: Convergent-Divergent Nozzle, Numerical, Experimental Study, Fluid Flow, Heat Transfer -
بهبود انتقال حرارت در صنایع مختلف و مشخصا در مبدل های حرارتی کاربرد فراوان دارد. بهینه سازی انتقال حرارت در مقابل عدم افزایش انرژی مورد نیاز پمپاژ، منتج به افزایش راندمان کل در سیستم های مختلف خواهد شد. در این پژوهش بررسی جریان سیال و انتقال حرارت جابجایی اجباری در رژیم جریان آرام توسعه یافته هیدرودینامیکی، در یک لوله افقی و تحت شارهای حرارتی یکنواخت و پله، به صورت آزمایشگاهی مورد توجه است. تاثیر استفاده از سه مدل مختلف اعمال شار حرارتی یکنواخت، پله صعودی و پله نزولی بر انتقال حرارت و جریان سیال، بررسی می گردد. مطالعه تاثیر پارامترهای مختلف بر مشخصه های انتقال حرارت و جریان سیال در مدل-های مختلف اعمال شارهای حرارتی، گزارش شده است. آنالیز عدم قطعیت صورت گرفته و حداکثر مقدار قابل قبول 1. 8 درصد بدست آمده است. در این مقاله برای اعتبار سنجی، بررسی نتایج اولیه در قیاس با رابطه معروف شاه و لاندن صورت گرفته است و تطابق نتایج آزمایشگاهی و تحلیلی با حداکثر خطای 8. 5 درصد گزارش شده است. در این پژوهش دو رویکرد تحلیل انرژی و اگزرژی مورد توجه قرار دارد و در تحلیل با رویکرد انرژی، بهبود ضریب انتقال حرارت جابجایی اجباری 19. 3 و 22. 3 درصد به ترتیب برای مدل دو و سه نسبت به مدل شماره یک بدست آمده و در تحلیل اگزرژی، مقادیر بازگشت ناپذیری 0. 0887، 0. 1037 و 0. 0807 به ترتیب برای مدل های یک، دو و سه گزارش شده است. نتایج نشان می دهد که مدل شماره سه دارای بیشترین مقدار متوسط ناسلت و کمترین مقدار تولید آنتروپی است
کلید واژگان: شار حرارتی, بهبود ضریب انتقال حرارت, جریان سیال, اگزرژی, انرژیHeat transfer enhancement is widely applicable in various industries, specifically in heat exchangers. Optimizing of heat transfer in the absence of increased pumping energy will result in increased of total efficiency in different systems. In this paper, forced convection heat transfer and fluid flow of fully developed laminar regime in a horizontal tube under uniform and non-uniform step heat fluxes is investigated experimentally. The effect of uniform, non-uniform increasing and decreasing applied heat fluxes on heat transfer and fluid flow are investigated. The effect of various parameters on heat transfer and fluid flow characteristics in these models are reported. Uncertainty analysis is performed and acceptable maximum of 1.8 percent is acquired. The primary results compared to well-known Shah and London equation for validation and maximum error of 8.5 percent is reported. In the present paper, Energy and exergy are two approach of analyzing. Convection heat transfer coefficient enhancement of 19.3 and 22.3 percent compared with model 1 are reported for model 2 and 3 respectively, in energy analysis. Furthermore, in this paper, exergy analysis is done and irreversibility values of 0.0887, 0.0803 and 0.1037 are reported for model 1, model 2 and model 3 respectively. Finally, it is concluded that the model number 3 is the best way to enhance heat transfer because of the maximum averaged Nusselt number and the minimum entropy generation values
Keywords: Heat flux, Heat transfer coefficient enhancement, Fluid flow, Exergy, Energy -
جریان سیال چند فازی در محیط متخلخل به شدت تابع کشش بین سطحی سیالات غیر امتزاجی است. با تغییر کشش بین سطحی، مکانیک سیالات تحت تاثیر قرار می گیرد. این مقاله یک رویکرد جدید برای پی شبینی کشش بین سطحی سیستم نفت - آب در حضور سورفکتانت یونی بیان می کند. معادله این مطالعه بر اساس معادله باتلر است که اغلب برای به دست آوردن معادلات حالت کشش سطحی در سطح تماسهای متفاوت استفاده می شود. به منظور اندازه گیری مقادیر ضریب فعالیت سورفکتانت در فاز توده از تئوری دیبای - هوکل استفاده شده است. سورفکتانت های کاتیونی دسیل تری متیل آمونیوم بروماید C10TAB( ( و دودسیل تری متیل آمونیوم بروماید ) C12TAB ( برای ارزیابی معادله استفاده شده اند. معادله نهایی جدید می تواند کشش بین سطحی آلکان - آب در حضور محلولهای تک سورفکتانت را به خوبی توصیف کند. در این مطالعه آلکا نهایی چون هگزان، هپتان، اوکتان، دکان، دودکان و تترادکان به عنوان فاز نفت در نظر گرفته شده اند. با برازش منحنی پارامترهای مساحت مولار و ضریب توزیع توده - سطح سورفکتانت به دست آمده اند. تغییرات پارامترهای معادله در سیستم های آلکان – آب متفاوتی بحث شده است. معادله جدید به دست آمده با داده های آزمایشگاهی مورد مطالعه از سازگاری خوبی برخوردار است. این رویکرد به خصوص وقتی که داده های آزمایشگاهی کمیاب هستند، می تواند برای کاربرد عملی سورفکتانت ها در کاهش کشش بین سطحی نفت - آب مهم باشد.کلید واژگان: جریان سیال, کشش بین سطحی, سیستم نفت - آب, سورفکتانت یونی, مساحت مولارMulti-phase fluid flow through porous media is strongly dependent on interfacial tension of immiscible fluids. Fluid mechanics will be affected by changing the interfacial tension. This paper describes a new approach to predict the interfacial tension at the oil-water system in the presence of an ionic surfactant. This study equation is based on Butler equation, often used for obtaining surface tension equations at different interfaces. The DebyeHückel theory is used to determine activity coefficients of surfactant in the bulk phase. Cationic surfactants, including decyl trimethylammonium bromide (C10TAB) and dodecyl trimethylammonium bromide (C12TAB), are used to validate the equation. The new final equation can properly describe the alkane-water interfacial tension in the presence of single surfactant solutions. In this study, alkanes, including hexane, heptane, octane, decane, dodecane, and tetradecane are considered as the oil phase. The following parameters are obtained by curve-fitting: 1- molar surface area, and 2- bulk-surface distribution coefficient of surfactant. The alteration of equation parameters at different alkane-water systems is discussed. The newly developed equation is in a good agreement with the literature experimental data. This approach can be particularly important in the practical use of surfactants for the reduction of oil-water interfacial tension when experimental data are rare.Keywords: Fluid flow, Interfacial tension, Oil-water system, Ionic surfactant, Molar surface area
-
پایداری دینامیکی و ارتعاشات غیرخطی استوانه هوشمند جدار نازک، تحت عبور جریان سیال داخلی، نیروی تحریک متمرکز خارجی و گرادیان حرارتی یکنواخت، در این نوشتار مورد بررسی قرار می گیرد. جنس پوسته از مواد پیزوسرامیک مقاوم در برابر سیال در نظر گرفته شده و با استفاده از مدل غیرخطی پوسته استوانه ای مدل سازی می شود. جریان سیال عبوری غیر قابلتراکم، غیر چرخشی، غیر لزج و ایزنتروپیک فرض شده و مدل سازی دینامیکی آن نیز با استفاده از تابع اسکالر پتانسیل جریان صورت می پذیرد. دستگاه معادلات کوپله شده و غیرخطی حرکت حاکم بر سامانه با استفاده از روش انرژی و بسط مودهای جاب هجایی و الکتریکی حاصل گردیده که با حل دسته معادلات مرتبط با شارژ الکتریکی واجفت می گردند. در ادامه ابتدا با حذف جملات غیرخطی در معادلات حرکت و حل مساله مقدار ویژه مودهای ارتعاشی سامانه، سرعت بحرانی و نواحی پایدار سامانه استخراج گردیده و سپس با استفاده مدل فضای حالت و انتگرال گیری عددی مرتبه چهار رانج کوتا پاسخ الکتروترمودینامیکی غیرخطی سامانه حاصل گردیده است. نتایج حاصله ارتباط مستقیم میزان پتانسیل القایی در پوسته با دامنه ارتعاشات عرضی آن را نشان داده که به منظور استفاده در هشداردهنده های ناپایداری کاربرد دارد.کلید واژگان: مواد پیزوالکتریک, پایداری دینامیکی, ارتعاشات القایی, سیال, تحلیل غیرخطیIn this paper, the vibration and instability analyses of a thin-walled smart cylinder subjected to the combined electro-thermo-mechanical loadings as well as internal fluid flow are investigated based on piezoelasticity theory and nonlinear Donnells shell theory. The cylinder material is considered to be made of piezo-ceramics as PZT4 to have a better resistance to the fluids. The fluid flow is assumed to be incompressible, inviscid, irrotational and isentropic where its mathematically modeling is performed based on a potential scalar function. The higher order governing equations of motion are directly obtained by minimizing the energy of the system, using Lagrange equation of motions and modal expansion analysis. The obtained governing equations are then solved via the state space problem as well as fourth order numerical integration to obtain the nonlinear electro thermodynamical response of the system. In the numerical results section, the effects of various parameters such as mean flow velocity, aspect ratio, temperature change and excitation frequency on the natural and damping frequencies, electro-thermo-dynamical response and energy spectrum of the system is studied in detail.
It is hoped that the results of this study play an important role to design new instability alert sensors for fluid conveying pipes.Keywords: Smart materials, Nonlinear vibration, Fluid flow, Cylindrical shell, Harmonic excitation -
در این مقاله محرک پلاسما از نوع تخلیه با سد دی الکتریک، شبیه سازی عددی شده و میزان تاثیر آن بر میدان جریان هوا و دامنه حباب جدایش بررسی می شود. هندسه انتخابی برای تشکیل حباب جدایش یک سیلندر مستطیلی با لبه حمله گرد شده می باشد. مطالعه حاضر برای اعداد رینولدز با مرتبه 104 تا 105 انجام شده است. از پدیده های مهم و قابل توجه در این میدان جریان، وجود جدایش جریان در لبه حمله جسم مورد نظر می باشد، که اصطلاحا آنرا حباب جدایش گویند. یکی از پارامترهای بی بعد مساله، نسبت شعاع لبه حمله به ضخامت جسم می باشد که به ازای مقادیر مختلف آن، تاثیر محرک پلاسما بر دامنه حباب جدایش و نقطه بازچسبیدن جریان روی سطح جسم بررسی شده است. نتایج حاصل نشان می دهد در هندسه لبه تیز، اثر محرک پلاسما ناچیز می باشد، در حالیکه در هندسه با گوشه گرد شده محرک پلاسما تاثیر قابل توجهی بر ابعاد حباب جدایش دارد. این اثر با افزایش شعاع لبه حمله بیشتر می شود. پارامتر بی بعد دیگر نسبت سرعت القایی توسط محرک پلاسما به سرعت جریان آزاد می باشد که تاثیر زیادی بر دامنه حباب جدایش دارد.کلید واژگان: جسم ضخیم, حباب جدایش, جریان سیال, محرک پلاسما, میدان الکتریکیIn this paper DBD plasma actuator is simulated numerically and its effect on the air flow field and separation bubble domain is studied. The selected geometry to form a separation bubble is a rectangular cylinder with rounded leading edge. Present study deals with Reynolds numbers of order of 104 to 105. Flow separation exists in the leading edge of the object which is considered as a noticeable phenomenon in this flow field, that is called separation bubble. The ratio of leading edge radius to the object thickness (R/D) is one of the dimensionless parameters. For different values of R/D, the effect of plasma actuator on separation bubble domain, and re-attachment point of flow have been studied. The results show that for the geometry with sharp edge, the effect of plasma actuator is ignorable, while for the geometry with rounded edge, the plasma actuator has a noticeable effect. This effect enhances with the increase in R/D. The ratio of induced velocity to the free stream velocity is another dimensionless parameter which has an observable effect on the separation bubble domain.Keywords: Blunt Body, Bubble Separation, Fluid Flow, Plasma Actuator, Electric Field
-
In this study, hot metal gas forming process of AA6063aluminumtubeis studied with a focus on heat transfer of both fluid and solid phases numerically. An experimental study is simultaneously conducted to validate the numerical method. Some of the most important outputs of the present study, are velocity distribution of fluid inside the tube as well as the fluid in the gap between tube and matrices. As a result of non-homogenous distribution of temperature on tube surface, circulating flows are generated inside the tube which may have considerable effects on heat transfer phenomenon. It is seen that in 600 s after start, number of the circulating flows doubles. Analysis of temperature distribution reveals thatmiddle part of the tube reaches 500 ̊C after 600 s from process start and other parts have higher temperature. By applying an efficient control method for heater elements, temperature distribution of the tube reaches a homogenous form.Keywords: Hot metal gas forming, Aluminum alloy tube, Fluid flow, Heat transfer, Temperature distribution
-
In this study, a version of thermal immersed boundary-Lattice Boltzmann method (TIB-LBM) is used to simulate thermal flow problems within complex geometries. The present approach is a combination of the immersed boundary method (IBM) and the thermal lattice Boltzmann method (TLBM) under the double population approach. The method combines two different grid systems, an Eulerian grid for the flow domain and a Lagrangian grid for the boundary points immersed in the flow. In the present method, an unknown velocity correction is considered on the boundary points to impose the no-slip boundary condition. As a similar approach, an unknown internal energy correction on the boundary points is applied to satisfy the constant temperature boundary condition. The advantages of this approach are its second-order accuracy and straightforward calculation of the Nusselt number. The natural convection in an annulus with various outer cylinder shapes for different Rayleigh numbers have been simulated to demonstrate the capability and the accuracy of present approach. In terms of accuracy, the predicted results show an excellent agreement with those predicted by other experimental and numerical approaches.Keywords: Immersed boundary approach, Thermal lattice Boltzmann method, Fluid flow, Heat transfer, Complex geometry
-
در این مقاله اثر سرعت های ظاهری گاز و مایع ورودی و برای نخستین بار اثر کسر حجمی مایع بر محل آغاز اسلاگ در جریان دوفازی آب و هوا به صورت تجربی بررسی و روابط تجربی برای محاسبه محل آغاز اسلاگ نیز ارائه شده است. آزمایش ها در سه کسر حجمی مایع 25/0، 50/0 و 75/0، در یک کانال افقی با مقطع مستطیلی به ابعاد cm2105 و طول m36 از جنس پلکسی گلاس انجام شده است. محدوده سرعت ظاهری آب m/s56/0-11/0 و سرعت ظاهری هوا m/s13-88/1 می باشد. نتایج آزمایش ها نشان می دهد، در کسر حجمی مایع 25/0، وابستگی محل آغاز به تغییرات سرعت ظاهری گاز و مایع یکنوای صعودی است. در کسر حجمی مایع 50/0، محل آغاز اسلاگ با تغییرات سرعت ظاهری گاز و مایع نسبت مستقیم دارد اما تغییرات آن نسبت به کسر حجمی مایع 25/0 کمتر و ملایم تر است. در کسر حجمی مایع 75/0، وابستگی محل آغاز به تغییرات سرعت ظاهری گاز و مایع بصورت یکنوای نزولی است. زمانی که کسر حجمی دو فاز در کانال برابر باشد، اسلاگ های با فشار کمتر (ضعیف تر) و زمانی که کسر حجمی یک فاز بیش از دیگری باشد، اسلاگ های با فشار بیشتر (قوی تر) تشکیل خواهد شد.
کلید واژگان: محل آغاز اسلاگ, کسر حجمی, سرعت ورودی, کانال افقی بلند, جریان دو سیالیIn this paper، the effect of gas and liquid inlet velocities and for the first time the effect of liquid hold up on slug initiation position are studied experimentally. Empirical correlations are also presented based on the obtained results. The tests are conducted for three liquid hold ups (0. 25، 0. 50 and 0. 75) in a long horizontal channel made of Plexiglas with dimensions of 510 cm2 and 36m length in Multiphase Flow Lab. of Tarbiat Modares University. The superficial liquid and air velocities rated as to 0. 11-0. 56 m/s and 1. 88-13 m/s، respectively. The obtained results show that as αl=0. 25، slug initiation position is increasing monotonically with Usl and Usg. During αl=0. 50، slug initiation position is increasing with Usl and Usg but the slope is smoother than αl=0. 25. For αl=0. 75، slug initiation position is decreasing monotonically with Usl and Usg. In the case of equal void fraction of phases، slugs are generated weakly (low pressure). However، for the unequal void fraction of phases strong slugs (high pressure) are formed.Keywords: Slug Initiation Position, Holdup, Inlet Velocity, Long Horizontal Channel, Two, fluid Flow -
Oil pump in diesel engine has significant effect on energy consumption and environment pollution. In this paper, the modeling and simulation of a gear oil pump used in a diesel engine and its fluid flow analysis by a solver has been explained. Also the optimization and redesign of it has been discussed and then the outcomes have been compared with the experimental and previous results. The type of this oil pump is external gear pump with involute tooth profile, so we need to use the gears with the minimum number of tooth to optimize the pump performance and getting the optimum displacement volume rate of it. While the engaged gears of the pump rotating together, the intersection between them changes in time. So their boundaries should be considered as movable. The strategy used here consist in using dynamic meshes, dividing a tooth rotating cycle into a certain number of time steps and investigating the flow and getting the results for each time steps.
Keywords: external gear oil pump, fluid flow, moving boundary, Dynamic mesh, involute profile -
بررسی عددی جریان سیال و انتقال حرارت در محیط متخلخل بین دو صفحه موازی با استفاده از روش شبکه بولتزمندر این مقاله، جریان جابه جایی اجباری و انتقال حرارت بین دو صفحه موازی که به صورت جزئی با محیط متخلخل پر شده، به صورت عددی با استفاده از روش شبکه بولتزمن بررسی شده است. محیط متخلخل با استفاده از موانع مربعی، با آرایش منظم ایجاد شده است که امکان بررسی جریان های پیچیده در مقیاس حفره را فراهم می کند. علی رغم استفاده زیاد از روش شبکه بولتزمن، بررسی انتقال حرارت با چیدمان موضعی ماده متخلخل و استفاده از مدل شبکه بولتزمن حرارتی از کارهای نو در این زمینه است. تاثیر اعداد رینولدز مختلف بر روی پروفیل های سرعت و دما و همچنین عدد ناسلت، در محیط متخلخل بررسی شده است. در شبیه سازی انجام گرفته، میدان جریان و دما با حل هم زمان توابع توزیع چگالی و دما، محاسبه شده است. نتایج به دست آمده به خوبی حرکت جریان سیال و توزیع دمای داخل محیط متخلخل را نشان می دهد. همچنین گردابه های ایجاد شده در پشت موانع مربعی در داخل محیط متخلخل، برحسب عدد رینولدز نمایش داده شده و تاثیر آن بر انتقال حرارت مطالعه شده است. وجود موانع ثابت در دامنه محاسباتی به عنوان محیط متخلخل، باعث افزایش عملکرد گرمایی و عدد ناسلت متوسط می شود. ضمنا، نتایج به دست آمده از روش شبکه بولتزمن، در حالت های ساده با حل های تحلیلی موجود مقایسه شده است.
کلید واژگان: روش شبکه بولتزمن, محیط متخلخل, جریان سیال, انتقال حرارتIn this paper, forced convective flow and heat transfer between two parallel plates which partially filled with a porous medium are investigated numerically using the lattice Boltzmann method (LBM). In addition, porous medium is constructed by adiabatic square obstacles with regular arrangement in the computational domain. The effect of varying Reynolds number on the velocity and temperature profiles, and also the Nusselt number are studied. In this simulation velocity and temperature field are calculated using density and temperature distribution functions simultaneity. The flow pattern and temperature distribution in the porous medium are also shown at different Reynolds number. The results show that the average Nusselt number is increased by insertion of some fixed blocks in the channel. The obtained results, in some simplified cases, are compared with analytical solution.Keywords: Lattice Boltzmann Method, Porous Media, Fluid Flow, Heat Transfer
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.