مدل سازی عددی دو بعدی/ با تقارن محوری تعامل یک جسم جامد تغییر شکل پذیر با یک سیال تراکم ناپذیر با استفاده از روش نسبت حجمی سیال

thesis
abstract

در تحقیق حاضر، مدل سازیِ عددی شبیه سازی برهمکنش بین یک جسم جامد تغییر شکل پذیر دو بعدی/ با تقارن محوری و محیط سیال توسعه داده شده است. جسم جامد به صورت یک ماده هایپرالاستیک در نظر گرفته شده است که کاربردهای فراوانی در سیستم های بیولوژیکی دارد. مدل توسعه یافته از روش اویلری برای سیال و جسم جامد تغییر شکل پذیر و از روش نسبت حجمی سیال برای تعیین موقعیت جسم جامد بهره می برد. برای محاسبات مربوط به جسم جامد از یک تانسور کرنش استفاده شده است که در هر گام زمانی، توسط یک رابطه انتقال محاسبه می گردد. بر اساس مقادیر کرنش به دست آمده و نیز معادله مشخصه جسم جامد، تنش های الاستیک در جسم جامد قابل محاسبه می باشند. این عبارت که فقط در ناحیه جامد دارای مقداری غیر صفر است، به معادلات حاکم بر سیال افزوده می شود. تنش های الاستیک در فصل مشترک سیال- جامد دارای ناپیوستگی می باشند، لذا شرط مرزی دینامیکی به طور کامل برقرار نخواهد بود. به منظور بهبود شرط مرزی، ویسکوزیته در جسم جامد افزایش یافته است که این امر تأثیر تنش های الاستیک در فصل مشترک سیال-جامد را کاهش داده و سبب پایداری شبیه سازی می شود. محاسبات تنش الاستیک در مدل عددی با استفاده از هر دو طرح صریح و شبه ضمنی انجام شده اند. به منظور اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی، آزمایش تجربی انجام شد که در آن حرکت جسم جامد تغییر شکل پذیرِ کروی در هوا و برخورد آن با سطح صلب بررسی شد. در این آزمایش، از یک دوربین ccd برای گرفتن عکس از حرکت جسم جامد استفاده شد. در ادامه، روش پردازش تصویر به منظور به دست آوردن داده های مورد نیاز استفاده گردید. همین مورد با استفاده از برنامه عددیِ توسعه یافته نیز شبیه سازی شد و نتایج حاصله با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شدند. اعتبارسنجی بیشتر مدل، با مقایسه نتایج شبیه سازیِ برهمکنش سیال-جامد با دیگر نتایج عددی موجود در منابع صورت پذیرفت. این موارد شامل، تغییر شکل یک دیواره تغییر شکل پذیر تحت تاثیرِ جریان سیال در یک حفره دو بعدی، حرکت جسم جامد تغییر شکل پذیر در یک حفره دو بعدی، حرکت یک دیسک تغییر شکل پذیر در محیط یک سیال با اعمال حرکت اولیه نوسانی و حرکت یک ماده هایپرالاستیک در جریان برشی متغیر با زمان می باشند. در همه موارد، نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی انجام شده در این تحقیق و دیگر نتایج عددی موجود در منابع تطابق خوبی دارند.

First 15 pages

Signup for downloading 15 first pages

Already have an account?login

similar resources

حل عددی پدیده‌ی کاویتاسیون روی هندسه‌های متقارن محوری با استفاده از روش نسبت حجمی سیال (V‌O‌F)

در این تحقیق، پدیده‌ی کاویتاسیون روی هندسه‌های متقارن محوری کاویتاتورها و بدنه‌ی پرتابه‌ها با استفاده از روش نسبت حجمی سیال )V‌O‌F( با الگوریتم یانگز و روش جریان تعادلی همگن به‌صورت عددی مدل‌سازی شده است. کاربرد اصلی روش نسبت حجمی سیال در تحلیل جریان‌های مایع با سطح آزاد است. در این تحقیق قابلیت حل جریان گاز به الگوریتم V‌O‌F افزوده شد و سپس با اعمال مدل‌های تحلیلی ـعددی انتقال جرم کاویتاسیون د...

full text

مدلسازی عددی جریان دو بعدی / با تقارن محوری در برخورد جسم جامد با سطح آزاد مایع با استفاده از روش حوزه حل مجازی و نسبت حجمی سیال

در تحقیق حاضر به مدلسازی عددی برهمکنش جامد و سیال در حضور سطح آزاد در حالت دوبعدی/با تقارن محوری پرداخته شده است. مدل ارائه شده از روش سریع حوزه حل مجازی برای مدلسازی حرکت جسم جامد و از روش نسبت حجمی سیال برای پیشبینی حرکت سطح آزاد استفاده می کند. در مدل ارائه شده اجسام جامد در حوزه حل به صورت سیال با ویسکوزیته بالا در نظر گرفته میشوند که باعث حرکت صلب آنها می شود. معادلات حاکم بر سیال در تمام...

15 صفحه اول

مدل سازی جریان سیال تراکم ناپذیر بین دو استوانه غیر هم مرکز با طرح MCB

در مقاله حاضر استوانه های غیر هم مرکز مشابه با یک یاتاقان ژورنال بررسی می شود. معادلات ناویرـ استوکس همراه با تراکم پذیری مصنوعی به کار رفته و روش حجم محدود همراه با یک طرح عددی جدید استفاده می شود. نتایج حاصل با نتایج به دست آمده از سایر روش ها از جمله روش میان گیری برای محاسبه شارها، مقایسه خواهد شد. برنامه ای توسط مولفان به زبان فرترن 90 نوشته شده و برای گسسته زمانی از رانگ ـ کوتا مرتبه ...

full text

شبیه سازی عددی اندرکنش سازه- سیال- جسم برای یک پایدارکننده انعطاف پذیر متصل به پرتابه آزاد

در این مقاله به تحلیل عددی نوسانات یک پرتابه سه بعدی به همراه پایدارکننده انعطاف‌پذیر متصل به آن پرداخته شده است که در معرض جریان لزج مادون‌صوت قرار دارند. برای حل دینامیک سیال از روش عددی حجم محدود و برای تحلیل تغییرشکل سازه از مدل تیر یک سردرگیر اویلر- برنولی استفاده شده است. جهت تحلیل اندرکنش سیال- سازه نیز الگوریتم ترکیبی چند بخشی تکراری برای برقراری ارتباط و تبادل اطلاعات میان بخش‌های سیال...

full text

مدل سازی سیال لزج تراکم ناپذیر دو بعدی با استفاده از روش های آماری حجم محدود

اغلب در تحلیل یک سیال از داده های ورودی مشخص ومعینی استفاده می شود در صورتیکه در واقعیت این داده ها کاملاً ثابت نیستند و ممکن است دارای عدم قطعیت هایی باشند. وجود این عدم قطعیت ها در داده های ورودی دلیل استفاده از روش آماری در این پژوهش بوده است. در این پایان نامه با استفاده از تکنیک های علم آمار ،داده های ورودی که مستقیماً روی خروجی های مسئله تاثیر گذارند به طور دقیق تری محاسبه شده است. بدین منظ...

15 صفحه اول

مدل سازی عددی پدیده اسلاشینگ در مخازن محتوی سیال با استفاده از روش نسبت حجمی سیال.

پدیده اسلاشینگ هنگامی اتفاق می افتد که مخزنی که بصورت جزئی از سیال پر شده است، تحت نیروهای خارجی پایا و یا گذرا قرار گیرد. در این حالت، سطح آزاد مایع حرکت نموده و به دیواره های مخزن برخورد کرده و با دیواره مخزن تبادل نیرو می نماید. این نیرو ها ممکن است سبب بروز مشکلاتی مانند اختلال در عملکرد سفینه های فضائی گردد. در این پژوهش، یک مدل محاسباتی که قادر به شبیه سازی اسلاشینگ مایع در مخازن دو بعدی ...

15 صفحه اول

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


document type: thesis

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی مکانیک

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023