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 « Lorentz force » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه « Lorentz force » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »
  • سبحان ایزدپناه*، فریور فاضل پور، محمد افتخاری یزدی

    امروزه روش های فعال و غیرفعال گوناگونی با هدف کاهش مصرف انرژی و در نتیجه کاهش آلودگی هوا در ساختمان معرفی و مورد استفاده قرار می گیرند، اجرای سقف سبز در ساختمان و استفاده توامان از پنل های فتوولتاییک و مواد تغییر فازدهنده به همراه این سقف و پنجره و نمای سه جداره، عامل کاهش مصرف انرژی تا بیش از 70% می باشد، البته انتخاب نوع و نحوه ی به کارگیری مواد تغییر فازدهنده تابع شرایط آب و هوایی می باشد، لذا در این پژوهش برای نخستین مرتبه در ساختمان مجهز به فناوری های مذکور، بهینه سازی با کمک الگوریتم ژنتیک و با هدف کاهش توامان بار سرمایشی و گرمایشی مورد نیاز ساختمان، انجام گرفته و برای سه تنوع آب هوایی مستقر در ایران تکرار شده است. در نتیجه ی این اقدام بیشترین میزان صرفه جویی انرژی 7/73% حاصل شده است. کاهش بار سرمایشی تا 24% و کاهش بار گرمایشی تا 2/92% در آب و هوای گرم و خشک کویری رویت شده و از طرفی بر اساس نتایج بهینه سازی های انجام شده، کاهش تولید کربن دی اکسید نیز حداکثر 6/60 % و در تهران رخ داده است.

    کلید واژگان: بهینه سازی مصرف انرژی, سقف سبز, ماده تغییر فازدهنده, نمای سه جداره, فتوولتاییک}
    Sobhan Izadpanah*, Farivar Fazelpour, Mohammad Eftekhari Yazdi

    Nowadays different kind of active and passive methods used in order to reduce energy consumption and air pollution in buildings. Simultaneous use of phase-change material (PCM) and green roofs with triple-skin facades (TSF) and triple glazed windows (TGW) in residential buildings equipped with Building-integrated photovoltaics (BIPV) can lead to 70% annual energy saving. On the other hand, PCM type and applying methods in different climate conditions impacts energy saving in these conditions. So for the first time, in this research Multi objective optimization of a residential buildings equipped with above technologies was done by the help of genetic algorithm. Reduction of required heating and cooling loads was chosen as optimization’s objectives and three climate conditions of Iran was selected. Results indicate that maximum energy saving is 73.3%. Maximum Cooling load reduction is 92.2% which is happened in biome-dry tropical climate conditions. In addition, Maximum reduce in Co2 emission is 60.6% for Tehran.

    Keywords: Magnetic nanofluid, Quarter-circle cavity, Free convection, 3D solution, Lorentz force}
  • سهیل اویسی، مهدی صالحی، اعظم قاسمی، سید علی افتخاری، سعید ضیائی راد

    در این‏ مقاله تاثیر میدان‏های نیروی الکتریکی با ولتاژهای مثبت یا منفی و مغناطیسی بر انتشار موج و سرعت فاز در نانوسیستم‏های دارای برهم‏کنش سازه-سیال مورد بررسی قرار می‏گیرد. بدین منظور، نانوپوسته‏های کربنی استوانه‏ای دارای حرکت محوری حامل نانوسیال تعبیه شده بر بستر ویسکو-پسترناک الکترومغناطیسی در نظرگرفته می‏شود. در اینجا فرض می‏شود بستر الاستیکی ویسکو-پسترناک شامل فنرهایی به‏ صورت سیم‏ پیچ‏های ایری باشد، لذا اعمال یک میدان‏‏الکتریکی به سیستم موجب ایجاد میدان‏مغناطیسی شده و نانوسیستمی مغناطیسی-الکتریکی-الاستیک حاصل می‏شود. میدان مغناطیسی هم بر سازه به‏صورت اعمال نیروی لورنتس و هم بر سیال با استفاده از اعداد نادسن و هارتمن در پراکندگی فونون‏ تاثیرگذار خواهدبود. معادلات‏حاکم تحت نیروهای هیدرودینامیکی، الکتریکی، مغناطیسی و برشی بر اساس تیوری تغییرشکل برشی مرتبه بالای استوانه‏ای-سینوسی- غیرمحلی با استفاده از روش انرژی و معادلات تعمیم‏یافته ناویر-استوکس استخراج می‏شوند. نتایج حاصل‏شده در این تحقیق می‏توانند در طراحی و ساخت ابزارآلات سلامت‏سنجی، استحصال انرژی و رگ‏های انتقال دهنده دارو در مقیاس نانو مورد بهره‏ برداری قرار گیرند.

    کلید واژگان: انتشار موج, نانوسازه کربنی دارای حرکت محوری, نیروی لورنتس, میدان&rlm, های نیرویی الکتریکی و مغناطیسی, بستر ویسکو-پسترناک الکترومغناطیسی}
    soheil oveissi, mehdi salehi, aazam ghassemi, S.Ali eftekhari, Saeed Ziaei-Rad

    This article investigates the effect of magnetic and electric force fields with positive or negative voltages on wave propagation and phase velocity of nanosystems, including structure-fluid interaction. To this end, nanofluid conveying cylindrical carbon nanoshells with axial movement embedded on electromagnetic visco-Pasternak media are considered. Herein, it is assumed that the elastic visco-Pasternak medium includes springs in the form of airy coils. Thus, applying an electric field to the system cause to make a magnetic field and a magnetic-electric-elastic (MEE) nanosystem is obtained. The magnetic field will affect both the structure and the flowing fluid respectively by applying the Lorentz force and using the Knudsen and Hartmann numbers and then the phonon scattering occurs. The governing equations under hydrodynamic, electric, magnetic, and shear forces are derived based on the cylindrical-sinusoidal-nonlocal high-order shear deformation (CSN-HSDT) proposed theory using the energy method and generalized Navier-Stokes equations. The results obtained in this research can be used in the design and manufacturing the health measuring instruments, energy harvesting, and drug transporting vessels on a nano-scale.

    Keywords: wave propagation, cylindrical carbon nanoshells with axial movement, Lorentz force, magnetic-electric-elastic fields, electromagnetic visco-Pasternak media}
  • وحید رضایی، محمدرضا کرفی*، محمدحسین صادقی، سید پیمان هاشمی

    جابه جایی مذاب فلزات از دیرباز چالشی اساسی در صنعت بوده است. مشکلاتی نظیر خطرهای انسانی، تماس مذاب با هوا، تلاطم زیاد و عمر پایین تجهیزات در این صنعت وجود دارد. استفاده از پمپ الکترمغناطیسی جهت جابه جایی مذاب فلزات، بسیاری از مشکلات ظروف جابه جایی مذاب و نیز پمپ های مکانیکی را حل کرده است. در این مقاله با بررسی اثر پارامترهای اصلی در طراحی پمپ الکترومغناطیسی جریان مستقیم با سطح مقطع مستطیل شامل اندازه میدان مغناطیسی، میزان جریان الکتریکی اعمالی به سیال، ارتفاع کانال و عرض کانال به روش طراحی آزمایش پاسخ سطح، خروجی پمپ شامل سرعت سیال عبوری و نیروی لورنتز در بیشترین حالت قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد اندازه جریان الکتریکی اعمالی به سیال آب و نمک کلرید پتاسیم بیشترین تاثیر را بر پاسخ های مسئله دارد. همچنین مشخص شد که تغییر عرض کانال تاثیر چندانی بر پاسخ ها ندارد. این در حالی است که کاهش ارتفاع کانال اثر مثبت بر پاسخ سطح دارد. با ایجاد میدان مغناطیسی 0.3 تسلا و جریان 12 آمپر بر روی کانالی با ابعاد 10 × 30 میلیمتر سیال با سرعت m⁄s 0.27 تحت اثر نیروی حجمی N⁄m^3 5000جابه جا می شود. استفاده از طراحی آزمایش برای بهینه سازی پارامترهای طراحی پمپ الکترومغناطیسی منجر به بهینه سازی خروجی پمپ شده است. همچنین نتایج آزمون های تجربی صحت شبیه سازی ها، شامل حداکثر ارتفاع پمپاژ، دبی پمپ و سرعت سیال را نشان می دهد.

    کلید واژگان: پمپ الکترومغناطیسی, نیروی لورنتز, حل عددی, روش پاسخ سطح}
    Vahid Rezaee, Mohammad Hossein Sadeghi, Seyed Peyman Hashemi

    Transporting molten metals is one of challenges in industries. Dangers for human, oxidation, torbulance and reduction of equipment life are problems of the transportation. Electromagnetic pumps have solved problems of using molten containers and also mechanical pumps. In this paper, by examining the effect of main parameters in the design of a direct current electromagnetic pump with a rectangular cross section (magnetic field size, electric current applied to the fluid, channel height and width) by the surface response method, the pump output including flow velocity and The Lorentz force is optimized. The results show that the amount of electric current applied to the fluid has the greatest effect on the response surfaces. It is also found that changing the channel width had little effect on responses. However, reducing the channel height has a positive effect on the response levels. By creating a magnetic field of 0.3 Tesla and a current of 12 amps on a channel with dimensions of 30 X 10 mm, the fluid with a velocity of 0.27 m⁄s is displaced by a volumetric force of 5000N⁄m^3. The method used in this paper optimized the output parameter of the pump. Experimental tests verify the results of simulations, including the maximum pumping height, pump flow and fluid velocity in the pump.

    Keywords: Electromagnetic pump, Lorentz force, Numerical Solution, surface response method}
  • ایمان جلوداری*، محمدامین اسماعیلی سیکارودی

    در این مقاله به مطالعه تاثیر اعمال میدان مغناطیسی در تمامی راستاها بر عملکرد انتقال حرارت حفره حاوی نانوسیال پرداخته شد. نانوسیال مغناطیسی مورد بررسی در این تحقیق آب شور- اکسید آلومینیم می باشد. هندسه مورد مطالعه حفره ای ربع دایره شکل است که دیوار سمت چپ سطح سرد، دیوار سمت پایین سطح گرم و باقی سطوح عایق در نظر گرفته شده اند. همچنین فرض شده است که کلیه سطوح ثابت میباشند. معادلات حاکم به روش عددی و براساس حجم کنترل و الگوریتم سیمپل حل شده است. مطالعه مورد نظر در غلظت های 0 تا 04 /0 درصد نانوذرات و عدد هارتمن 0 تا 9 در عدد رایلی 105 صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد افزایش در غلظت نانوذرات و قدرت میدان مغناطیسی سبب افزایش اثر کاهنده ناشی از نیروی لورنز می گردد، به طوری که در غلظت صفر نانوذرات افزایش در قدرت میدان مغناطیسی تاثیری ناچیز بر عملکرد حرارتی حفره حاوی نانوسیال دارد و با افزایش غلظت نانوذرات ضریب هدایت الکتریکی نانوسیال افزایش می یابد و اثرات کاهنده ناشی از میدان مغناطیسی به طور چشمگیری افزایش می یابد. همچنین افزایش 2 درصدی در غلظت نانوذرات در عدد هارتمن 5/4، بیش از 45 درصد کاهش در میزان انتقال حرارت را به همراه دارد و این میزان کاهش در غلظت 4 درصد نانوذرات و هارتمن 9 به بیش از 65 درصد می رسد.

    کلید واژگان: نانوسیال مغناطیسی, حفره ربع دایره, جابجایی آزاد, حل سه بعدی, نیروی لورنز}
    Iman Jelodari*, Mohammadamin Esmaeilisikaroodi

    This study investigated the effect of an omnidirectional magnetic field on the heat transfer performance of a saline water-Al2O3 magnetic nanofluid (MNF) cavity. The cavity was a quarter-circle with a cold left wall and a heated right wall, whereas other surfaces were insulated (adiabatic). All surfaces were assumed constant. The governing equations were solved numerically based on control volume and SIMPLE algorithm. The nanoparticle concentration ranged from 0 to 0.04 percent, the Hartmann number (Ha) was between 0 and 9, and the Rayleigh number (Ra) was 105. Findings indicated that increased nanoparticle concentration and magnetic field intensity enhance the reductive effect of the Lorentz force. Increasing the magnetic field intensity has an insignificant effect on the thermal performance of the fluid with zero nanoparticle concentration. As the nanoparticle concentration increases, the electrical conductivity of the fluid increases too which leads to a significant increase in the reductive effect of the magnetic field so that a 2% increase in nanoparticle concentration at Ha = 4.5 reduces heat transfer by more than 45%, whereas this reduction is higher than 65% at a nanoparticle concentration of 4% and Ha = 9.

    Keywords: Magnetic nanofluid, Quarter-circle cavity, Free convection, 3D solution, Lorentz force}
  • A. Khanchehgardan, G. Rezazadeh, A. Amiri
    This paper investigates damping ratio in micro-beam resonators based on magneto-thermo-elasticity. A unique aspect of the present study is the effect of permanent magnetic field on the stiffness and thermo-elastic damping of the micro resonators. In our modeling the theory of thermo-elasticity with interacting of an externally applied permanent magnetic field is taken into account. Combined theoretical and numerical studies investigate the permanent magnetic field effect on the damping ratio in clamped-clamped and cantilever micro-beams. Furthermore, the influence of the magnetic field intensity on the frequency of the micro-beams with thermo-elastic damping effect is evaluated. Such evaluations are used to determine the influence of magnetic field on the vibration amplitude of the resonators. The meaningful conclusion is that the magnetic field increases the equivalent stiffness and thermo-elastic damping and consequently the energy consumption of the resonators.
    Keywords: Thermo, elasticity, MEMS, Maxwell stress tensor, Lorentz force, Magnetic field}
  • احمدرضا رحمتی*، حسین خراسانی زاده، محمدرضا عرب یار محمدی
    در کار حاضر جریان گازی با نادسن خروجی 0.2 تحت تاثیر میدان مغناطیسی در یک میکروکانال که با گرادیان فشار تحریک شده مورد مطالعه قرار می گیرد. اثر تغییرات پارامترهای میدان مغناطیسی شامل قدرت و طول با اعمال سرعت لغزشی در دیواره های میکروکانال به صورت عددی شبیه سازی شده است. مدل هندسی جریان، یک مجرای مسطح دو بعدی با عرض ثابت در طول میکروکانال بوده و جریان مورد نظر پایدار و آرام فرض شده است. معادلات حاکم بر میدان جریان و میدان مغناطیسی به روش شبکه بولتزمن و به طور هم زمان حل شده و تغییرات سرعت، فشار، نیروی لورنتس و مولفه القایی میدان مغناطیسی مورد بحث قرار گرفته است. ویژگی این تحقیق، متغیر بودن پارامترهایی مانند عدد نادسن و نیروهای حجمی در طول میکروکانال است. از طرف دیگر، با استفاده از دقت مرتبه دو در محاسبه سرعت لغزشی، نتایج با بهبود قابل توجهی به روابط تحلیلی نزدیک شده و با تعیین مناسب پارامتر زمان آرامش، خطای منحنی انحراف فشار نسبت به مطالعات گذشته کاهش می یابد. نتایج شبیه سازی عددی نشان می-دهد که با کاهش طول میدان مغناطیسی اعمالی به 40% میانی میکروکانال، رفتار مولفه محوری نیروی مغناطیسی به توزیع M شکل تبدیل شده و شیب فشار در ناحیه اثر میدان افزایش یافته و نقطه بیشینه انحراف فشار در طول کانال جابه جا می شود. از طرفی سرعت در دیواره، در این ناحیه، دارای رفتاری متفاوت از سرعت در مرکز کانال است.
    کلید واژگان: روش شبکه بولتزمن, میکروکانال, مگنتوگازدینامیک, نیروی لورنتس, سرعت لغزشی}
    Ahmad Reza Rahmati *, Hossein Khorasanizadeh, Mohammad Reza Arbyar Mohammadi
    In this paper, magnetogasdynamics with outlet Knudsen of 0.2 is studied in a pressure-driven microchannel. By using a developed code, the effects of changing magnetic field parameters including power and length with implementation of slip velocity at the walls has been simulated numerically. The geometry is a two dimensional planar channel having a constant width through all. The flow is assumed to be laminar and steady in time. In order to analyze the variation of velocity, pressure, Lorentz force and induction magnetic field, the governing equations for flow and magnetic fields have been solved simultaneously using the lattice Boltzmann. No assumption of being constant for parameters like Knudsen and volumetric forces are made. Another feature of this research is to improve the quantity of results which is a major problem in this method and many studies have been done in this area. This study represents the results tending to that of analytical relations by using a second order accuracy for calculation of slip velocity and correction of pressure deviation curve in compare with the past studies if a proper relaxation time is determined. The simulation results show a change in Fx profile to M if the length of external magnetic field length reduces to 40% of the whole. Removing applied magnetic field from both ends of the channel will increase pressure gradient at the intermediate part and displaces the section at which the maximum pressure deviation occurs. Slip velocity and centerline velocity behave different for the reduced magnetic field length.
    Keywords: Lattice Boltzmann Method, Microchannel, MGD, Lorentz Force, Slip Velocity}
  • Investigation of Magneto Hydrodynamic Natural Convection Flows in a 3-D Rectangular Enclosure
    K. N. Mohamed, S. Benissad, F. Berrahil, K. Talbi
    The article deals with magnetic field of free convective flows in cavities similar to those used in artificial growth of single crystals from melts (horizontal Bridgman configurations) and having aspect ratios an equal to “4”. The combined effect of wall electrical conductivity and vertical direction of the magnetic field on the buoyancy induced flow of mercury was investigated numerically. The validation of the numerical method was achieved by comparison with both experimental and analytical data found in the literature. The plotted results for variation of velocity, temperature and Nusselt number in terms of the Hartmann number Ha and Rayleigh number “Ra” showed a considerable decrease in convection intensity as the magnetic field is increased, especially for values of “Gr” situated around 107. The calculations also showed that the vertically directed magnetic field (perpendicular to the x-z plane) is the most effective in controlling the flow and hence the speed of growth of the crystal. Also, wall electrical conductivity enhances damping by changing the distribution of the induced electric current to one which augments the magnitude of the Lorentz force.
    Keywords: Natural convection, Magnetic field, Cavity, Liquid metal, finite, volume, Lorentz force, tridimensional}
  • M.N. Kherief, Berrahil Farid, Kamel Talbi
    Steady, laminar, natural-convection flow in the presence of a magnetic field in an inclined rectangular enclosure heated from one side and cooled from the adjacent side was considered. The governing equations were solved numerically for the stream function, vorticity and temperature using the finite-volume method for various Grashof and Hartman numbers and inclination angles and magnetic field directions. The results show that the orientation and the strength and direction of the magnetic field have significant effects on the flow and temperature fields. Counterclockwise inclination induces the formation of multiple eddies inside the enclosure significantly affecting the temperature field. Circulation inside the enclosure and therefore the convection become stronger as the Grashof number increases while the magnetic field suppresses the convective flow and the heat transfer rate.
    Keywords: Natural convection, Magnetic field, Inclined rectangular enclosure finite, volume, Lorentz force}
  • مهدی آهنگر، رضا ابراهیمی، شمس مهرزاد
    حل معادلات هیدرودینامیک مغناطیسی با استفاده از روش های مبتنی بر تفکیک مشخصه ها که دارای لزجت عددی کمی هستند، در جریان های پلاسما با ضریب بتای کوچک غالبا واگرا می گردد. افزایش همزمان سهم انرژی مغناطیسی (به دلیل کوچک بودن پارامتر بتا) و انرژی جنبشی (به دلیل وقوع انبساط های قوی) باعث کاهش سهم انرژی داخلی از انرژی کل شده و نهایتا فشار در سلول های مجاور نوک الکترودها منفی می شود. در این پژوهش، جهت دستیابی به حل پایدار از روش ریمانی غیرتفکیکی HLLE استفاده شده است. این روش قادر است لزجت عددی لازم برای جلوگیری از نقض شرط انتروپی در انبساط های قوی را تامین نماید. همچنین جهت افزایش دقت حل عددی روش OMUSCL2 که دارای خطای پراکندگی کمینه می باشد، به کار گرفته شده است. با توجه به ماهیت غیرتعادلی جریان پلاسما در رانشگرهای مغناطیسی، یک مدل یونش 7 جزئی مورد استفاده قرار گرفته است. به منظور اعتبارسنجی الگوریتم عددی توسعه داده شده، یک رانشگر استوانه ای شبیه سازی شد. مقایسه نتایج عددی بدست آمده برای جریان الکتریکی محصور و نیروی پیشران با سایر داده های تجربی و عددی، حاکی از سازگاری و تطابق بین آن هاست.
    کلید واژگان: معادلات هیدرودینامیک مغناطیسی, نیروی لورنتز, اثر هال, یونش غیرتعادلی, مدلسازی عددی}
    The MHD equations solution for small plasma Beta using characteristics-splitting schemes which have low numerical dissipation is frequently diverged. Simultaneous increasing of magnetic energy (due to high discharge current) and kinetic energy (due to strong gas-dynamic expansion) leads to decreasing of internal energy and finally the pressure value is negative near the electrodes tip. In this research، to obtain a stable solution، the HLLE approximate Riemann solver has been used. This method can produce necessary numerical dissipation to prevent entropy violation. To achieve a high order accurate solution، new modification of MUSCL technique has been employed. This method is called OMUSCL2 technique which has lower dispersion and dissipation errors. For simulation of non-equilibrium ionization mechanism، a 7-species chemistry model has been implemented. Numerical results of a lab-scale thruster are presented، whereby comparison with other experimental and numerical data shows good agreement between the predicted and measured enclosed current and thrust.
    Keywords: Magnetohydrodynamic Equations, Lorentz Force, Hall Effect, Non, equilibrium Ionization, Numerical Modeling}
  • سیدعلی میربزرگی، مرتضی دلاکه نژاد
    در این مقاله اثر تغییرات همزمان طول های دو میدان الکترومغناطیس با لحاظ نواحی نفوذ جانبی بر توزیع دما و سرعت جریان در یک ریزپمپ ام اچ دی به طور عددی شبیه سازی شده است. هندسه جریان یک مجرای دو بعدی بین دو صفجه موازی است و جریان مورد نظر تراکم ناپذیر، پایدار و آرام فرض شده است. بعلاوه دو خاصیت ترموفیزیکی سیال یعنی لزجت دینامیکی و هدایت الکتریکی تابع دما در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم بر دو میدان جریان سیال و الکترومغناطیس به روش عددی حجم محدود حل شده و یک حل تحلیلی جامع شامل توزیع سرعت، فشار و دما برای یک حالت خاص ارائه گردیده است. نتایج عددی نشان می دهد که با تغییر طول میدان های الکترومغناطیس و لحاظ تابعیت دمایی خواص سیال (آب)، برای جریان در یک مجرا به مقطع مستطیلی 1000 میلیمتر مربع، شدت شار مغناطیسی 025/0 تسلا و قدرت میدان الکتریکی 20 ولت بر میلیمتر، دبی عبوری به 250 میلی لیتر بر ثانیه و دمای میانگین کاسه ای از 25 درجه سانتی گراد ورودی به 40 درجه سانتی گراد در خروج از مجرا می رسد. این در حالی است که با ثابت بودن خواص، حداکثر دبی و دمای میانگین به ترتیب70 میلی لیتر بر ثانیه و 60 درجه سانتی گراد می باشد.
    کلید واژگان: ریزپمپ ام اچ دی, نیروی لورنتز, جریان کاملا توسعه یافته, طول میدان الکتریکی, طول میدان مغناطیسی}
    Seyed Ali Mirbozorgi, Morteza Dallakehnezhad
    In this paper the effect of electromagnetic field lengths to change simultaneously is simulated on the temperature distribution and flow velocity of a MHD micropump considering the lateral electromagnetic diffusive regions. The geometry of flow is a two-dimensional channel between two parallel plates and the flow is assumed to be incompressible، steady and laminar. In addition، thermophysical properties such as the dynamic viscosity and electric conductivity of fluid are considered to be the function of temperature. The governing equations of both flow and electromagnetic fields have been solved using the finite volume numerical method a comprehensive analytical solution including velocity، pressure and temperature filed distributions has been derived for an special case. The numerical results show that by changing the length of electromagnetic fields and considering the fluid (water) properties as a function of temperature، for flow in a 1000 mm2 cross-section channel، magnetic field intensity 0. 025 Tesla and electric field strength 20 volt/mm، the flow rate reaches 250 mLit/s and the mean cup temperature from 25 0C at entrance reaches to 40 0C at the exit of channel. However for constant properties، the flow rate and the mean cup temperature reach 70 mLit/s and more than 60 0C respectively.
    Keywords: MHD micropump, Lorentz force, fully developed flow, Electrode, field length, Magnetic, field length}
  • احمد صداقت، محمدعلی بدری*
    کاربرد نیروهای لورنتز ناشی از میدان های الکترومغناطیس در کنترل جریان روش مناسب و مورد توجهی می باشد. این نیرو در فرآیند حل عددی به صورت جمله های چشمه به معادلات حرکت سیال اضافه می شود. با این پدیده، مدلسازی عددی جریان فرو صوت با عدد ماخ 2/0 برای رژیم آشفته توسط روش حجم محدود TVD و با پیشروی زمانی ضمنی برای حل معادلات دو بعدی تراکم پذیر ناویر-استوکس جریان سیال و با مدل آشفتگی بالدوین-لومکس در اطراف ایرفویل ها به منظور کنترل اثرهای ناخواسته جدایش انجام شده است. به کارگیری نیروی لورنتز نشان داده است که جدایش جریان روی ایرفویل NACA0015 به تاخیر افتاده یا حذف شده و کارآیی هیدرو دینامیکی آن افزایش می یابد. با اعمال کنترل بر ایرفویل به کمک نیروی لورنتز، ضریب برا افزایش یافته و ضریب پسا تغییر چندانی ننموده است. این امر به افزایش زاویه وامانش منتهی گردیده است.
    کلید واژگان: نیروی لورنتز, روش عددیTVD, MHD, ضریب مومنتم مغناطیسی}
    A. Sedaghat, M. A. Badri
    Using Lorentz forces under effects of electro-magnetic fields for flow control is a suitable procedure. Lorentz forces may be added as a source term in the governing fluid flow equations. For this phenomenon, the numerical modeling of subsonic flow with the Mach number of 0.2 for turbulent flow regime using a finite-volume TVD scheme with implicit time marching for solving the two-dimensional compressible Navier Stokes flows and the Baldwin-Lomax turbulence model around aerofoils are investigated to control undesirable effects of flow separation. By using Lorentz forces, it was shown that the separation was delayed or avoided over NACA0015 aerofoil and hydrodynamic performance was enhanced. Employing flow control using the Lorentz force, the lift coefficient was increased and the drag coefficient was not changed, considerably. Hence, the stall angle was increased.
    Keywords: Lorentz Force, MHD TVD numerical method, Magnetic momentum coefficient}
  • مصطفی بهره مندی*، سیدعلی میربزرگی
    جریان های نیرو محرک داخلی که در آنها نیروی محرک جریان در هر مقطع عرضی کانال، توزیع کاملا یکنواختی دارد، در سرتاسر کانال، یک میدان سرعت توسعه یافته ای را ایجاد می کنند. حتی اگر نیروی محرک فقط بر بخش معینی از طول کانال اعمال شود، پروفیل های سرعت مشابه جریان فشار محرک همه جا سهمی گون هستند. لذا می توان نیروی محرک حجمی را ابتدا به طور مجازی حذف کرده و به جای آن از یک گرادیان فشار ثابت معادل در سراسر کانال استفاده نمود. در این صورت، اگرچه توزیع فشار واقعی با یک توزیع فشار خطی، معادل و جایگزین می شود اما پروفیل سرعت حاصله تغییری نخواهد کرد. مزیت چنین کاری این است که حل سه بعدی معادلات را می توان به حل دو بعدی (با معادله ی پواسون) برای مقطع عرضی کانال تبدیل نمود. به علاوه با این جایگزینی، می توان میدان های سرعت و فشار در شبکه ای از کانال های بهم متصل را به راحتی محاسبه نمود. از دیگر کاربردهای این ساده سازی، حل معادلات مومنتوم در جریان های داخلی MHD است، چراکه در جریان های MHDنیز، نیروی حجمی لورنتز به خصوص در کاربرد های میکرونی نظیر میکروپمپ ها می تواند با تقریب خوبی در سطح مقطع کانال، یکنواخت تلقی شود. مقایسه ی نتایج حاصل از این روش جدید حل، با نتایج حاصل از حل سه بعدی، نشان می دهد که روش حاضر می تواند به خوبی در حل میدان سرعت و فشار در شبکه های میکروسیالی بکار رود و هزینه های سنگین تحلیل های سه بعدی را کم نماید.
    کلید واژگان: جریان دیناموهیدرومغناطیسی, جریان کاملا توسعه یافته, جریان نیرومحرک داخلی, میکروپمپ MHD, نیروی لورنتز}
    M. Bahremandi, S. A. Mirbozorgi
    Internal-force-driven flows in which the force acting on channel cross sections have a perfect uniform distribution create a fully-developed velocity field. Even if the driving force is inserted on a part of channel, the velocity profiles are parabolic. In this situation, firstly the driving force with non-uniform axial distribution can be removed temporarily and then one can use an equivalent pressure gradient alternatively throughout the channel. In this case, although the distribution of pressure gradient and the driving force change but the resulting velocity profiles remain unchanged. The main advantage of this replacement is that the solution of the equations in the 3-D geometries can be converted to a 2-D solution using Poisson equation in the channel cross section. After determining the velocity distribution in the cross section, one can inversely calculate the actual pressure distribution easily. This will be done by resuming the real axial force. One of the applications of this simplification is that the simulation of MHD channel flows can be carried out easily. Good agreement between the results of the new solution method and the results of the perfect solutions shows that the present method with enough accuracy can be used for prediction of velocity and pressure fields in microfluidic networks and can be reduced the heavy costs of 3-D analysis.
    Keywords: Fully, developed flow, Lorentz force, Magnetohydrodynamic flow, MHD channel flow, MHD micropump}
  • مهدی آهنگر، رضا ابراهیمی، مهرزاد شمس
    در این پژوهش یک الگوریتم محاسباتی عددی برای حل معادلات دوبعدی تقارن محوری حاکم بر جریان پلاسمای درون رانشگر، جهت تعیین رفتار جریان سیال و توزیع مشخصه های الکترومغناطیسی، توسعه داده شده است. بدین منظور برای محاسبه بردار شار جابه جایی از روش رو، برای تعیین مشخصه های جریان از روش موج هشتم پاول و برای افزایش دقت حل عددی از روش OMUSCL2 استفاده شده است. با توجه به وجود انبساط های قوی سرعت بالا در مجاورت نوک الکترودها، رابطه اصلاح شده HHT برای جلوگیری از وقوع شوک انبساطی به کار گرفته شده است. به منظور همخوانی بهتر نتایج عددی و تجربی، زیر مدل های شیمیایی و فیزیکی از قبیل مدل یونش چند مرحله ای، اثر هال، اثر ریزناپایداری های میکروسکوپیک، مدل چند-دمایی، معادله حالت واقعی و اثر خواص انتقالی در نظر گرفته شده اند. نتایج شبیه سازی عددی برای یک رانشگر آزمایشگاهی ارائه شده و توزیع جریان و پتانسیل الکتریکی به دست آمده، در مقایسه با نتایج تجربی تطابق خوبی را نشان می دهند.
    کلید واژگان: معادلات هیدرودینامیک مغناطیسی, اثر هال, نیروی لورنتز, انتقال غیرعادی, مدلسازی عددی}
    Mahdy Ahangar, Reza Ebrahimi, Mehrzad Shams
    In this study، a two-dimensional، axisymmetric، computational Algorithm has been developed to simulate the plasma flowfield in a MPD thruster for the purpose of determining the flow behavior and electromagnetic characteristics distribution. The solution employs Roe’s flux vector difference method in combination with Powell’s characteristics-splitting scheme. To ensure the stable high-accuracy solution، new modification of MUSCL technique so called OMUSCL2 method is used. According to being supersonic strong gasdynamic expansion near the electrodes tip، HHT entropy correction is employed. Further improvements to the physical model، such as the inclusion of relevant classical transport properties، a real equation of state، multi-level equilibrium ionization models، anomalous transport، and multi-temperature effects، that are essential for the realistic simulation MPD flows، are implemented. Numerical results of a lab-scale thruster are presented، whereby comparison with experimental data shows good agreement between the predicted and measured enclosed current and electric potential.
    Keywords: Magnetohydrodynamic Equations, Hall Effect, Lorentz Force, Anomalous Transport, Numerical Modeling}
  • مصطفی بهره مندی، سیدعلی میربزرگی
    جریان های نیرو محرک داخلی که در آنها نیروی محرک درمقاطع عرضی کانال، دارای توزیع کاملا یکنواخت هستند حتی اگر توزیع محوری این نیروها غیر یکنواخت باشد، یک میدان سرعت کاملا توسعه یافته ایجاد می کنند. در این صورت می توان نیروی محرک با توزیع غیر یکنواخت محوری را ابتدا به طور موقتی حذف کرده و به جای آن از یک نیروی حجمی معادل اما کاملا یکنواخت در سراسر کانال استفاده نمود. در این حالت اگرچه توزیع و مقدار نیروی محرک تغییر می کند اما پروفیل سرعت حاصله تغییری نخواهد کرد. مزیت چنین کاری این است که حل معادلات در هندسه های سه بعدی را می توان به حل دوبعدی (با معادله ی پواسون) برای مقطع عرضی کانال تبدیل نمود. پس از معلوم شدن توزیع سرعت در سطح مقطع، می توان بطور معکوس، با ابقای نیروی محوری واقعی، توزیع فشار واقعی را نیز به راحتی محاسبه نمود. یکی از کاربردهای این ساده سازی، شبیه سازی جریان های داخلی ام اچ دی است.مطابقت بسیار خوب نتایج این روش حل جدید، با نتایج حاصل از حل سه بعدی، نشان می دهد که روش حاضر می تواند با دقت کافی در حل میدان های سرعت و فشار در شبکه های میکروسیالی بکار رود و هزینه های سنگین تحلیل های سه بعدی را کم نماید.
    کلید واژگان: جریان کاملا توسعه یافته, جریان نیرومحرک داخلی, روش جایگزینی موقت, میکروپمپ ام اچ دی, نیروی لورنتز}
    Mostafa Bahremandi, Seyed Ali Mirbozorgi
    Internal-force-driven flows in which the force acting on channel cross sections have a perfect uniform distribution create a fully developed velocity field even the axial distribution of these forces is non-uniform. In this situation، firstly the driving force with non-uniform axial distribution can be removed temporarily and then one can use an equivalent axial uniform body forcealternatively throughout the channel. In this case، although the distribution and the driving force change but the resulting velocity profiles remain unchanged. The main advantage of thisreplacement is thatthe solution of the equations in the 3-D geometries canbe converted to a 2-D solution using Poisson equationin the channel cross section. After determining the velocity distribution in the cross section، one caninverselycalculate the actual pressure distribution easily. This will be done by resuming the real axial force. One of the applications of this simplification is that the simulation of MHD channel flows can be carried out easily. Good agreement between the results of the new solution method and the results ofthe perfect solutions shows that the present method with enough accuracy can be used for prediction of velocity and pressure fields in microfluidic networks. Consequently the heavy costs of 3-D analysis are reduced considerably.
    Keywords: Adhoc method, Fully developed flow, Internal body force driven flow, Lorentz force, MHD micropump}
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