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

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « smoothed profile method » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه «smoothed profile method» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • احسان مهرابی گوهری*، محمد سفید، علیرضا ملوزه

    در این پژوهش، با بکارگیری روش ترکیبی شبکه بولتزمن و  نمایه هموار، برای بستر با سیال غیرنیوتنی قانون توانی،  اثر تغییر پارامترهای هندسی و سیال بر رفتار انبساطی بستر  مطالعه شده است. بررسی ها برای 7 هندسه متفاوت و 4 سیال نیوتنی و غیرنیوتنی با اندیس قاعده توانی 0.8 تا 1 انجام شده است. نتایج بستر با سیال  نیوتنی تخلخل بیشتری نسبت به بستر با سیال غیرنیوتنی نشان می دهند. همچنین افزایش اندیس قاعده توانی سبب افزایش تخلخل بستر شده و تخلخل بستر غیرنیوتنی با افزایش چگالی ذرات جامد و ارتفاع اولیه بستر کاهش یافته است. بررسی نسبت تخلخل در بسترغیر نیوتنی نشان داد که با افزایش قطر ذرات جامد این نسبت کاهش و با افزایش قطر بستر سیالی، افزایش می یابد. علاوه بر این مقایسه نتایج بستر با محلول کربوکسی متیل سلولز 0.1%  به عنوان سیال نشان داد که تاثیر کاهش قطر ذرات در بستر برای افزایش نسبت تخلخل 2 برابر بیشتر از تاثیر افزایش قطر بستر است. در نهایت خروجی های مدل نشان دادند نسبت تخلخل برای بستر شامل ذرات جامد با قطرهای مختلف، کمتر از بستر حاوی ذرات با قطرهای برابر است.

    کلید واژگان: بستر سیالی مایع-جامد, روش شبکه بولتزمن, روش نمایه هموار, سیال غیرنیوتنی قانون توانی, تخلخل بستر سیالی, حداقل سرعت سیالیت}
    E. Mehrabi Gohari *, M. Sefid, A. R. Maloozeh

    In this research, by using the combined lattice Boltzmann and smooth profile method, for power law non-Newtonian fluidized bed, the effect of changing the geometric and fluid on the expansion behavior of the bed has been studied. Investigations have been carried out for 7 different geometries and 4 Newtonian and non-Newtonian fluids with a power law index of 0.8 to 1. The results of the bed with Newtonian fluid show more porosity than the bed with non-Newtonian fluid. Also, increasing the index of the power law caused an increase in the porosity of the bed, and the porosity of the non-Newtonian bed decreased with an increase in the density of solid particles and the initial height of the bed. Investigating the porosity ratio in the non-Newtonian bed showed that with the increase in the diameter of the solid particles, this ratio decreases and increases with the increase in the diameter of the fluid bed. In addition, comparing the results of the bed with carboxymethyl cellulose 0.1% solution as fluid showed that the effect of reducing the particle diameter in the bed, to increase the porosity ratio is 2 times more than the effect of increasing the diameter of the bed. Finally, the output of the model showed that the porosity ratio for the bed containing solid particles with different diameters is lower than the bed containing particles with equal diameters.

    Keywords: Liquid-solid fluidized bed, Lattice Boltzmann method, smoothed profile method, Power-law non-Newtonian liquid, fluidized bed porosity, minimum fluidization velocity}
  • احسان مهرابی گوهری*، محمد سفید، علیرضا ملوزه، محسن مظفری شمسی
    در این تحقیق به کمک روش ترکیبی شبکه بولتزمن و نمایه هموار بستر سیالی مایع-جامد با سیال غیرنیوتنی قانون توانی مدل سازی شده است. هندسه بستر کانال استوانه ای حاوی ذرات کروی با قطرهای یکسان می باشد. مدل هیدرودینامیکی سیال بر مبنای روش شبکه بولتزمن باتناگار-گروس-کروک بوده و جهت برقراری شرط عدم لغزش در فصل مشترک جامد - مایع از روش نمایه هموار استفاده شده است. جهت بررسی قابلیت روش مطرح شده در مدل سازی بسترهای سیالی غیرنیوتنی، یک نمونه بستر سیالی با 416 ذره به صورت عددی مدل شده و نتایج مدل سازی برای یک سیال نیوتنی (آب) و دو سیال غیرنیوتنی قانون توانی به عنوان سیال عامل بستر بررسی و با نتایج تجربی ارایه شده توسط محققان مقایسه گردیده است. ارزیابی ها برای حداقل سرعت سیالیت سیالات غیرنیوتنی با رابطه تجربی یو انجام شده، همچنین برای تخلخل و ارتفاع بستر، نتایج مدل سازی سیال نیوتنی با رابطه تجربی ریچاردسون-زاکی و سیالات غیرنیوتنی با رابطه میشاس و آلبرچیوا مقایسه شده است، که با توجه به میزان خطای میانگین روابط تجربی استفاده شده در هر مورد توافق خوبی میان نتایج عددی و تجربی مشاهده شده است.
    کلید واژگان: بستر سیالی مایع-جامد, شبکه بولتزمن, نمایه هموار, سیال غیرنیوتنی قانون توانی}
    Ehsan Mehrabi Gohari *, Mhammad Sefid, Alireza Maloozeh, Mohsen Mozafari Shamsi
    In the present study, a combined Lattice Boltzmann method-smoothed profile method is used for simulation of a liquid-solid fluidized bed with non-Newtonian Power-law fluids. The geometry is contained circular monodisperse particles in a cylindrical channel. The hydrodynamic model of the flow is based on the Bhatnagar–Gross–Krook Lattice Boltzmann method and the smoothed profile method is adopted to enforce the no-slip boundary condition at the liquid-solid interface. A numerical instance of a fluidized bed involving 416 particles is presented to demonstrate the capability of the combined scheme. The results for both Newtonian and non-Newtonian liquids have compared with the experimental results of other researchers. Porosity and bed height results of Newtonian fluid (water) compared with the Richardson-Zaki equation which was showed good correspondence. Non-Newtonian fluid results compared with the Yu equation for estimating minimum fluidization velocity and the Machač-Ulbrichová equation for porosity and bed height, yet by considering uncertainty in non-Newtonian equations results of comparisons are acceptable.
    Keywords: Liquid-solid fluidized bed, lattice Boltzmann method, Smoothed Profile Method, Non-Newtonian Power-law fluid}
  • راضیه صفا، عطالله سلطانی گوهرریزی*، سعید جعفری، ابراهیم جهانشاهی جواران

    در مطالعه حاضر ترکیب روش شبکه بولتزمن با روش نمایه هموار غلظتی برای شبیه سازی انحلال ذرات جامد دایره ای بین صفحات موازی که خلاف جهت همدیگر در حرکت هستند به کار برده شد. شبیه سازی هیدرودینامیکی سیال بر پایه روش شبکه بولتزمن تک زمانه انجام گرفت و از معادله جابجایی- نفوذ برای تعیین غلظت جسم حل شده درون فاز مایع استفاده شد. علاوه بر این روش نمایه هموار برای محاسبه شرط مرزی عدم لغزش در سطح تماس ذره- سیال و همچنین نیروهای غلظتی به کار برده شد. برای ارزیابی دقت مدل ارایه شده، نتایج شبیه سازی با داده های تجربی موجود در منابع مورد مقایسه قرار گرفت. اختلاف بین نتایج حاصل از شبیه سازی و داده های تجربی برای عدد شروود در عدد پکلت متفاوت کمتر از 2% بود. نتایج به دست آمده نشان می دهد که کمترین زمان انحلال در سیستم های با درصد حجمی های متفاوت مربوط به سیستمی با کمترین درصد حجمی است. با افزایش درصد حجمی درون سیستم، نیرومحرکه انتقال جرم درون سیستم کاهش می یابد. نتایج شبیه سازی نشان داد که با افزایش عدد رینولدز از 0/05 تا 0/38، زمان مورد نیاز برای رسیدن کسر حجمی نرمالیزه شده به 5% مقدار اولیه از0/36ثانیه به 0/17ثانیه کاهش یافت. همچنین با افزایش عدد پکلت از 5/5 تا 115، عدد شروود از1/74 تا4/06 افزایش یافت. علاوه بر این افزایش عدد اشمیت در سیستم منجر به کندتر شدن زمان انحلال می شود. سرانجام رفتار سیستم های با توزیع متفاوت اندازه ذرات در ورودی بررسی شد.

    کلید واژگان: انحلال, ذرات, غلظت, نرخ برشی, روش نمایه هموار}
    R. Safa, A. Soltani Goharrizi*, S. Jafari, E. Jahanshahi Javaran

    In the present study, the combination of concentration lattice Boltzmann method with a smoothed profile method was used to simulate the dissolution of solid circular particles between parallel plates that are moving in opposite directions. The hydrodynamic simulation was performed based on the single relaxation time lattice Boltzmann method and the convection-diffusion equation was used to determine the concentration of the solute in the liquid phase. Additionally, the smoothed profile method was used to calculate the no-slip boundary condition at the liquid-solid interface and concentration forces. To evaluate the accuracy of the proposed model, the simulation results were compared with the empirical data in the literature. The difference between the simulation results and the empirical data for the Sherwood number at different Peclet numbers was less than 2%. The results show that the smallest dissolution time in systems with different volume fractions is in a system with the least volume fraction. As the volume fraction increases, the solid-liquid mass transfer driving force is decreased in the system. The simulation results showed that by increasing the Reynolds number from 0.05 to 0.38, the time required to reach the normalized volume fraction to 0.05 of its initial value reduced from 0.36 s to 0.17 s. Also, by increasing the Peclet number from 5.5 to 115, the Sherwood number increased from 1.74 to 4.06. In addition, the increase in the Schmidt number in the system leads to a slower dissolution time. Finally, the polydispersity in the system was studied.

    Keywords: Dissolution, Particle, Concentration, Shear Rate, Smoothed Profile Method}
  • احسان مهرابی گوهری*، عطالله سلطانی
    در این تحقیق ابتدا بستر سیالی مایع جامد با استفاده از روش ترکیبی شبکه بولتزمن و نمایه هموار شبیه سازی و در ادامه با تغییر پارامترهای هندسی، شامل قطر ذرات جامد، عرض و ارتفاع اولیه بستر و همچنین نحوه قرارگیری اولیه ذرات جامد غیر همسان، اثر آنها بر تخلخل بست بررسی شده است. روش مطالعه دوفازی  اویلری -لاگرانژی بوده که برای حل فاز جامد معادله حرکت نیوتن، فاز سیال روش شبکه بولتزمن و برقراری شرط عدم لغزش در سطح مشترک ذرات جامد و سیال از روش نمایه هموار استفاده شده است. مقایسه نتایج حل عددی با نتایج تجربی برای حداقل سرعت سیالیت و تخلخل دقت قابل قبولی را نشان می دهد. علاوه براین نتایج نشان داد افزایش قطر ذرات جامد و عرض بستر، افزایش تخلخل و افزایش ارتفاع اولیه بستر کاهش تخلخل بستر را به همراه دارد. درنهایت بررسی اثر  نحوه قرارگیری اولیه ذرات جامد غیر همسان نشان داد درحالتیکه ذرات با قطر کمتر بر روی ذرات با قطر بیشتر قرار دارند بیشترین و در حالتیکه ذرات به صورت مخلوط در هم قرار گرفته اند کمترین تخلخل بستر وجود دارد.
    کلید واژگان: بستر سیالی, تخلخل بستر, ذرات جامد غیر همسان, روش شبکه بولتزمن, روش نمایه هموار}
    Ehsan Mehrabi Gohari *, Ataallah Soltani Goharrizi
    In this study, the liquid-solid fluidized bed was simulated using a combination of Lattice Boltzmann and smoothed profile method and then by changing the geometrical parameters contains of, particles diameter, width of the bed, initial bed height and the placement of the particles in non-uniform particles bed, their effects on porosity are studied. The hydrodynamic model of the flow is based on the LBM and SPM is adopted to enforce the no-slip boundary condition at the liquid-solid interface. The kinematics and trajectory of the discrete particles are evaluated by Newton's law of motion. Comparison of numerical and empirical results for porosity at different velosities showed acceptable accuracy. Also, Simulations indicate that an increase in width of the bed and particles diameter increased porosity and an increase in initial bed height decreased the porosity of the bed. Finally, the effect of placement of particles in none uniform fluidized bed showed the highest porosity accurse where particles with a small diameter stay on particles with a large diameter, also where the particles are mixed together the lowest porosity was accrued.
    Keywords: fluidized bed, Porosity, polydisperse, lattice Boltzmann method, Smoothed Profile Method}
  • عطالله سلطانی *، حمیده روحانی، ابراهیم جهانشاهی

    در تحقیق حاضر، از یک الگوریتم عددی جدید برمبنای ترکیب روش شبکه بولتزمن و نمایه هموار برای بررسی حرکت تعدادی ذره دایره ای شکل درون سیال غیرنیوتنی قانون توانی در جریان برشی استفاده شده است. در ابتدا تغییرات سرعت سیال در مقادیر مختلف اندیس قانون توانی (n) آنالیز گردید و نتایج آن با نتایج عددی به دست آمده از سایر تحقیقات گذشته مقایسه شد. در این تحقیق، برای اولین بار رفتار رئولوژیکی ذرات دایره ای شکل در دو حالت با اندازه یکسان و اندازه های متفاوت که به صورت تصادفی میان دو صفحه موازی در جریان برشی قرار گرفته اند، در محیط غلیظ برشی با استفاده از مدل شبکه بولتزمن مورد بررسی قرار گرفت و ویسکوزیته موثر سوسپانسیون برای عدد رینولدز بین 0.04 و 0.6 و φ بین 0.05 و 0.25 که φ کسر حجمی جامد می باشد، اندازه گیری شد. برای اعتبارسنجی، نتایج ویسکوزیته موثر نسبی با نتایج سایر کارهای گذشته برای سیال نیوتنی مقایسه شد و هماهنگی خوبی بین آنها مشاهده گردید.

    کلید واژگان: سیال قانون توانی, جریان برشی, روش شبکه بولتزمن, روش نمایه هموار, رئولوژی}
    H. Rouhani, A. Soltani *, E. Jahanshahi

    In the present work, we offer a novel numerical algorithm based on the lattice Boltzmann method (LBM) to consider the motion of many circular particles in a non-Newtonian power law fluid in Couette flow and it is combined with the smoothed profile method which explains the movement of particles. At first, the velocity variation of shear-thickening has been analyzed and the results was compared with the numerical results of the previous works. The present study is a first report, which investigate flow behavior of circular particles with the same and different size in power law medium in Couette flow on the LBM framework. The effective viscosity of a particulate suspension that are placed randomly inside two parallel walls is considered for 0.04

    Keywords: Power-law fluid, Couette flow, Lattice-Boltezmann method, Smoothed profile method, Rheology}
  • B. Khalili, M. Rahnama*, S. Jafari, F. Gharibi, E. Jahanshahi Javaran
    Three-dimensional particulate flow has been simulated using Lattice Boltzmann Method (LBM). Solid-fluid interaction was modeled based on Smoothed Profile Method (SPM) (Jafari et. al, Lattice Boltzmann method combined with smoothed-profile method for particulate suspensions, Phys. Rev. E, 2011). In this paper a GPU code based on three-dimensional lattice Boltzmann method and smoothed profile method has been prepared due to the ability of SPM-LBM to perform locally and in parallel mode. Results obtained for sedimentation of one and two spherical particles as well as their behavior in shear flow showed excellent correspondence with previous published works. Computations for a large number of particles sedimentation showed that combination of LBM and SPM on a GPU platform can be considered as an efficient and promising computational frame work in particulate flow simulations.
    Keywords: Particulate flow, Parallel processing, Lattice boltzmann method, Smoothed profile method, GPU programming}
  • بهنام خلیلی، محمد رهنما*، سعید جعفری، ابراهیم جهانشاهی جواران
    بررسی بر هم کنش میان ذرات جامد و سیال به عنوان مقدمه ای بر شبیه سازی بسیاری از مسائل مهندسی مانند بسترهای سیالی، ته نشینی ذرات و جوهر کاتالیست در سلول های سوختی مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از روش های مناسب برای انجام این گونه شبیه سازی ها، ترکیب دو روش شبکه بولتزمن و نمایه هموار می باشد که دارای یک الگوریتم مناسب برای اجرا شدن به صورت موازی می باشند. روش نمایه هموار همانند روش شبکه بولتزمن از یک شبکه ثابت برای شبیه سازی ذرات جامد در سیال استفاده می کند و از این رو یک روش کارامد برای پردازش موازی به کمک کارت گرافیک می باشد. در کار حاضر، پیاده سازی یک الگوریتم مناسب برای موازی سازی ترکیب دو روش نمایه هموار و شبکه بولتزمن روی کارت گرافیک ارائه می شود. به منظور بررسی صحت نتایج، ابتدا جریان سیال درون کانال مورد بررسی قرار گرفت. نتایج زمانی حاکی از آن بود که زمان حل می تواند تا 80 برابر بوسیله کارت گرافیک کاهش یابد. در ادامه نیروی پسای وارد بر یک کره در جریان سیال و همچنین شبیه سازی سقوط یک ذره در سیال ساکن بر اثر نیروی وزن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده بر روی کارت گرافیک، نشان دهنده افزایش توان محاسباتی تا 6.5 میلیون گره محاسباتی در واحد زمان را نشان می دهد.
    کلید واژگان: روش شبکه بولتزمن, روش نمایه هموار, پردازش موازی, برهم کنش جامد, سیال}
    Behnam Khalili, Mohammad Rahnama *, Saeed Jafari, Ebrahim Jahanshahi Javaran
    Investigation of fluid-solid interaction has been studied as an introduction to simulate a wide range of engineering problems such as fluidized beds, sediment transportation and catalyst inks in fuel cells. An efficient method for performing such simulations is a combination of Lattice Boltzmann method (LBM) and Smoothed Profile Method (SPM). In addition, the operations in the SPM are local; it can be easily programmed for parallel processing. In this approach, the flow is computed on fixed Eulerian grids which are also used for the particles. Owing to the use of the same grids for simulation of fluid flow and particles, this method is highly efficient for purpose of parallel processing by means of GPU. In this study, a combination of Lattice Boltzmann method (LBM) and Smoothed Profile method has been implemented in parallel processing on GPU. For validation purpose, the fluid flow within a channel was investigated. Results suggest that computational time can be reduced up to 80 times by means of GPU.Then, drag force exerted on a sphere in fluid flow and the sedimentation of one sphere in a quiescent fluid were studied. Results show that performance of GPU can be increased up to 6.5 million fluid nods per second by using this method.
    Keywords: Lattice Boltzmann Method, Smoothed Profile method, Parallel processing, Fluid, solid interaction}
نکته
  • 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.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال