بواسطه نقش بسیار مهم یاتاقانهای ژورنال در دنیای صنعت، امروزه شناسایی رفتار دقیق هیدرودینامیکی این یاتاقانها از اهمیت زیادی برخوردار بوده و در نهایت منجر به طراحی بهینه این گونه سیستم ها خواهد شد. یاتاقانهای ژورنال سالها مورد مطالعه محققین قرار گرفته است، مقالات متعددی را می توان یافت که به صورت عددی و تجربی این موضوع را دنبال کرده اند. در مطالعه حاضر، جریان آرام ، دائمی ، دو بعدی و قابل تراکم سیال در یاتاقان با حل عددی معادلات مورد بررسی قرار گرفته است. هندسه یاتاقان مورد بررسی به صورت فضای بین دو استوانه غیر هم مرکز با طول نامحدود می باشد، سرعت استوانه داخلی برابر با ‍ و سرعت استوانه خارجی برابر با صفر می باشد. در کار حاضر معادلات حاکم توسط روش حجم محدود، با دقت مرتبه دوم، گسسته سازی شده و از روش هیبرید برای گسسته سازی جمله های جابجایی در معادلات حاکم استفاده شده است و به این ترتیب معادلات حاکم شامل پیوستگی و مومنتم با به کارگیری روش دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) حل شده اند. نظر به هندسه پیچیده جریان در فضای فیزیکی، معادلات حاکم به صفحه محاسباتی منتقل شده و پس از جداسازی معادلات انتقال یافته با روش حجم محدود، فرم مجزا شده معادلات بدست آمده و با استفاده از روش شناخته شده سیمپل(simple) حل عددی شده اند، ارتباط بین محورهای فیزیکی و محاسباتی نیزاز طریق نگاشت همدیس بدست آمده است. از آنجا که تا بحال تمامی مطالعات مرتبط به آنالیز مشخصه های هیدرودینامیکی یاتاقانهای ژورنال محدود به فرض جریان تراکم ناپذیر روغن بوده است و نظر به اینکه در یاتاقانهای ژورنال فشار هیدرودینامیکی تولید شده می تواند بسیار زیاد باشد لذا انتظار می رود تحت شرایط کارکرد مشخصی اثرات تراکم پذیری جریان روغن نقش مهمی در تعیین رفتار یاتاقان های ژورنال داشته باشد. نتایج عددی بدست آمده در کار حاضر نشان میدهدکه تحت شرایطی که فشار هیدرودینامیکی تولید شده در جریان روغن بسیار زیاد بوده و یاتاقان تحت لقی کم، سرعت دورانی زیاد و خارج از مرکزی بالا کار می کند، تاثیر تراکم پذیری جریان روغن می تواند قابل ملاحظه باشد بنابراین با داشتن این اثر می توان به جوابهای دقیق تری دست یافت که انطباق بیشتری با رفتار واقعی سیستم مورد نظر دارد.

در این مطالعه، تحلیل مشخصه های هیدرودینامیکی یاتاقان ژورنال شیار محوری در جریان آرام، درحالت استاتیکی و تحت میدان مغناطیسی با روانکار فروفلوید، با استفاده از تکنیک های دینامیک سیالات محاسباتی انجام شده است. در تحلیل سه بعدی مسئله، معادلات حاکم بر جریان، معادله ی ناویر استوکس اصلاح شده در سه جهت و معادله ی پیوستگی به طور همزمان با ویسکوزیته وابسته به ورتیسیته و میدان مغناطیسی، حل شده است. معادلات برای استفاده در فضای محاسباتی به کمک نگاشت همدیس، انتقال یافته و با روش حجم کنترل و استفاده از روش تفاضل هیبرید، شکل گسسته شده ی این معادلات انتقال یافته، به دست آمده است و با الگوریتم سیمپل حل شده است. در این میان تأثیرات خلأ زایی نیز با فرض عدم تغییر فاز سیال و این که در فشار های کمتر از فشار بخار سیال عامل، خلأ زایی اتفاق افتاده و در تمام این محدوده فشار روانکار برابر با فشار بخار روانکار خواهد بود، تحلیل شده است. به کمک این روش توزیع فشار و سرعت در جهت محیطی، در طول یاتاقان و نیز در عرض ضخامت فیلم سیال روانکار برای مقادیر مختلف ضریب مغناطیسی، کسر حجمی ذرات، خروج از مرکزیت و عدد رینولدز و نیز بدون فرضیات ساده کننده ی معمول به دست آمده است. نتایج نشان می دهد که تحت شرایطی، جریان جدا شده در مجاورت بیشترین ضخامت فیلم روانکار به خاطر وجود گرادیان فشار نا مطلوب به وجود می آید. به علاوه گستره ی ناحیه ای که در آن خلأ زایی اتفاق افتاده ومقدار فشار بیشینه ی روانکار در جهت محوری کاهش می یابد. همچنین، نتایج به خوبی نشان می دهد که وجود میدان مغناطیسی، افزایش کسر حجمی ذرات، افزایش غلظت حجمی ذرات معلق و کمتر شدن فاصله ی سیم حامل جریان از مرکز یاتاقان، افزایش قابل توجهی را در فشار بیشینه و در نتیجه ظرفیت حمل بار به وجود می آورد.

مطالعه انجام شده به بررسی تولید انتروپی در جریان همراه با انتقال حرارت، اطراف یک پله شیب دار در داخل یک کانال می پردازد. در یک جریان آرام با جابجایی اجباری، در اثر دو عامل انتقال حرارت و اصطکاک جریان، مقداری انتروپی در داخل کانال تولید می شود. انتقال حرارت در اثر اختلاف دمای سیال ورودی و دمای دیواره های کانال (که ثابت فرض شده است) ایجاد می شود. جهت به دست آوردن میدان های سرعت و دما، معادلات مومنتوم و انرژی به صورت عددی حل می گردند. برای حل معادلات حاکم از سیستم مختصات کارتزین دو بعدی استفاده می شود، جریان بر روی سطح شیب دار با استفاده از روش بلوک شده مورد تحلیل قرار می گیرد و با استفاده از فرض ویسکوزیته بسیار بالا در ناحیه داخل پله، سرعت نقاط موجود در این ناحیه(ناحیه غیر فعال) به سمت صفر میل داده می شود، در حالیکه شرط عدم لغزش بر روی مرزهای واقعی نیز حاکم است. معادلات جداسازی شده حاکم در صفحه x-y با استفاده از روش حجم محدود به دست آمده و با به کاربردن الگوریتم سیمپل حل می شوند. با استفاده از مقادیر عددی دما و سرعت، عباراتی جهت به دست آوردن عدد تولید انتروپی و عدد بژان ، استخراج می گردند. نتایج حل عددی به صورت رسم نمودارهایی شامل توزیع سرعت، درجه حرارت، عدد تولید انتروپی و عدد بژان ارائه شده و تأثیرات زاویه شیب پله به عنوان یک پارامتر اصلی بر روی شدت تولید انتروپی مورد مطالعه قرار گرفته است.

هدف در این مطالعه به مقایسه پست های پیش ساخته و ریختگی و جنس مواد ترمیمی در دندان های درمان ریشه شده و ترمیم شده با پست - کور کرون و ترمیم های class ii mod به کمک روش اجزاء محدود پرداخته شده است. اصول و روش ها یک مدل کامپیوتری از دندان مولر دوم فک پایین تهیه شد. پس از طراحی ترمیم های مختلف و اعمال شرایط مرزی، نمونه ها تحت آنالیزهای استاتیکی و حرارتی قرار گرفتند و نتایج آنها با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج آنالیزاجزاءمحدود نشان داد که هندسه و جنس مواد ترمیم در کاربرد پست های پیش ساخته تأثیر کمی روی تمرکز تنش ها دارد. پست های ریختگی موجب تمرکز تنش در اینترفیس پست و عاج می شوند و تنش ها با کاهش مدول الاستیسیته کرون کاهش می یابند. ضخامت سمان، جنس مواد ترمیمی و وجود بیس نسبت به ترمیم آمالگام با 50µm سمان به ترتیب موجب کاهش 8/6%،8/30% و 6/21% گرادیان دمایی اطراف پالپ می شود.

منفی بودن شیب منحنی ذوب در دیاگرام فازی از خواص استثنائی است که در آب، ژرمانیوم، سیلیسم، بیسموت و گالیم دیده می شود.این مواد به هنگام تغییرفاز از مایع به جامد، با افزایش حجم روبرو می شوند.این امر سبب گردیده که رفتار گوناگونی به هنگام انجماد از این مواد مشاهده گردد.بر این اساس به نظر می رسد که امکان تولید کار در اثر افزایش حجم از یک سیستم حاوی مواد فوق وجود داشته باشد. مقالات متعددی در زمینه انجماد مواد فوق، خصوصا آب به چاپ رسیده است، لیکن امکان استفاده از این تغییر فاز در یک چرخه ترمودینامیکی در مقالات و نشریات مشاهده نمی شود.بنابراین در پژوهش حاضر یک چرخه ترمودینامیکی بر اساس تغییر فاز آب در حالت انجماد ارائه گردیده و به منظور اخذ نتایج آزمایشگاهی، یک سیستم آزمایشگاهی با در نظر گرفتن کلیه متغییرهای موثر ساخته شده است.به این منظور، نیاز به بررسی تغییرات شرایط انجماد در فشارهای مختلف خصوصا فشارهای موثر بر دمای انجماد بوده و معیار محاسبه میزان کار، حرکت پیستون دستگاه طراحی شده در مقابل وزنه مشخص جهت تعین فشار لازم بوده است.نتایج بدست آمده از آزمایشات نشان می دهد که در فشار 6.505 mpa میزان بازده چرخه %1.15 بوده و با افزایش فشار تاmpa 17.340 به 2.18 % می رسد.با استفاده از میزان تغییرات بازده با فشار، می توان با یک برون یابی ساده نتیجه گرفت که بازده %11.98 در فشار 209.9 mpa قابل دستیابی است.

در مطالعه حاضر، پخش و ته نشینی ذرات، در جریان جابجایی سیال در دو هندسه متفاوت بررسی شده است. آنالیز بررسی حرکت ذرات دریک فضای بسته (حفره ) جهت بررسی صحت محاسبات و روش حل و در جریان آرام سیال در داخل یک کانال دو بعدی در حضور یک پله عمودی پسرو مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور برای شبیه سازی جریان سیال و حل دو بعدی معادلات ناویر- استوکس و انرژی از روش های دینامیک سیالات محاسباتی استفاده شده است. برای بررسی فرآیند پخش و ته نشینی 5000 ذره از روش تعقیب لاگرانژی استفاده شده که از تاثیر وجود ذرات بر جریان سیال صرفنظر گردیده است . تمام نیروهای موثر بر حرکت ذرات از قبیل برآ، دراگ، برونین، جاذبه و ترموفورز در معادلات حاکم بر حرکت ذراتی با قطر های 10، 1، 1/0 و 01/0 میکرومتر در نظر گرفته شده است. هدف اصلی از انجام این پایان نامه، بررسی عوامل تاثیرگذار بر ته نشینی ذرات در یک جریان چرخشی داخل یک حفره (حفره) تحت تاثیر جابجایی آزاد و همچنین جریان آرام تشعشعی واقع در یک کانال دو بعدی حاوی یک پله عمودی پسرو می باشد بطوریکه تاثیر تابشی بودن جریان بر ته نشینی ذرات در میدان جریان مشخصا" بررسی شده است. کلید واژه : ذرات ، ته نشینی، حفره، تعقیب لاگرانژی، ترموفورز، جریان آرام تشعشعی

در مطالعه حاضر، جریان آرام با جابه جایی اجباری گاز تشعشعی بر روی پله های پسرونده، در داخل کانال های با مقطع مستطیلی، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. سیال عامل همانند یک محیط خاکستری در جذب، صدور و پخش تشعشع شرکت می کند. برای شبیه سازی جریان بر روی پله در داخل کانال، از روش مسدود شده در سیستم مختصات کارتزین دوبعدی استفاده شده است. جهت بدست آوردن میدان های سرعت و دما، معادلات مومنتوم و انرژی به صورت عددی حل می گردند. فرم جداسازی شده ی معادلات حاکم، توسط روش حجم محدود بدست آمده و با به کار بردن الگوریتم سیمپل حل می شوند. از آنجایی که گاز به عنوان یک محیط شرکت کننده در انتقال حرارت تشعشعی نقش دارد، تمام مکانیزم های انتقال حرارت که شامل جابه جایی، هدایت و تشعشع می شوند به طور همزمان در جریان گاز درنظر گرفته می شوند. برای محاسبه جمله تشعشع در معادله انرژی، معادله انتقال تشعشع به طور عددی و با به کاربردن روش طول های مجزا حل شده و توزیع شار تشعشعی داخل جریان گاز محاسبه می شود. نتایج حل عددی به صورت رسم نمودارهایی برای بررسی اثرات عدد رینولدز، ضخامت نوری، ضریب البدو و عدد تشعشع- هدایت بر روی رفتار سیال و انتقال حرارت جریان گاز ارائه شده است. همچنین سازگاری خوبی بین نتایج عددی بدست آمده از مطالعه حاضر با نتایج مطالعات قبلی برقرار است.

چکیده تجهیزات مختلفی در صنایع از قبیل توربین ها، پمپ ها، مبدل های حرارتی وجود دارند که در آن ها میزان انتقال حرارت اهمیت فراوانی داشته و همواره پژوهشگران و دانشمندانی را مجبور به تفکر و جستجو برای بهینه سازی در انتخاب و شیوه طراحی این دستگاه ها کرده است. محدودیت های سیالات به منظور انتقال حرارت در صنایع مختلف به دلیل ضریب هدایت حرارتی ضعیف آن ها باعث شده است که بهبود انتقال حرارت سیالات عامل به عنوان روش های جدید انتقال حرارت پیشرفته مد نظر قرار گیرد. به طوری که ایده ی پراکنده سازی ذرات جامد در سیالات که با ذرات میلی و میکرومتری آغاز شده بود، با استفاده از نانوذرات جامد تکمیل شده و امروزه نانوسیالات به عنوان سیالاتی با قابلیت بالای انتقال حرارت جایگزین مناسبی برای سیالات معمول به شمار می روند. در مطالعه حاضر، جریان اجباری آرام نانوسیال بر روی پله های پس رونده، در داخل کانالی با مقطع مستطیلی، که در مهندسی کاربردهای فراوانی دارد مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. برای شبیه سازی جریان بر روی پله در داخل کانال، از روش مسدود شده در سیستم مختصات کارتزین دو بعدی استفاده شده است. جهت بدست آوردن میدان های سرعت و دما، فرم جداسازی شده ی معادلات مومنتوم ( ناویر استوکس ) و انرژی توسط روش حجم محدود بدست آمده و به صورت همزمان با یکی از روش های دینامیک سیالات محاسباتی به نام الگوریتم سیمپل به صورت عددی حل شده اند. در تحقیق حاضر سعی بر این است که انتقال حرارت تشعشعی که در بیشتر مطالعات مشابه صرفنظر شده است و بدین واسطه خطای زیادی در نتایج و بخصوص در شرایط داشتن دمای بالا سیال تابشی ایجاد می شود در محاسبات وارد شود. از آنجایی که نانوسیال به عنوان یک محیط شرکت کننده در انتقال حرارت تشعشعی نقش دارد، تمام مکانیزم های انتقال حرارت که شامل جابه جایی، هدایت و تشعشع می شوند به طور همزمان در جریان اجباری نانوسیال در نظر گرفته می شوند. برای محاسبه جمله تشعشع در معادله انرژی، معادله انتقال حرارت تشعشعی به طور عددی و با به کاربردن روش تقریبی روزلند حل شده و توزیع شار تشعشعی داخل جریان نانوسیال محاسبه می شود. نتایج حل عددی به صورت رسم نمودارهایی برای بررسی اثرات عدد رینولدز، نسبت حجمی ذرات، نانوسیالات مختلف و اثرات زاویه پله پس رونده بر روی رفتار سیال و انتقال حرارت جریان نانوسیال ارائه شده است. همچنین سازگاری خوبی بین نتایج عددی بدست آمده از مطالعه حاضر با نتایج مطالعات قبلی برقرار است. کلمات کلیدی : جریان اجباری آرام، نانوسیال، پله پس رو، روش مسدود شده، تقریب روزلند

در مطالعه حاضر به بررسی تجربی و محاسباتی کارکرد یاتاقانهای ژورنال تحت شرایط پایدار پرداخته می شود. در مطالعه تجربی، رفتار ترموهیدرودینامیکی یاتاقانهای ژورنال با دو شیار محوری تحت جریان آرام روانساز، مورد بررسی قرار می گیرد. تستهای تجربی در آزمایشگاه ترایبولوژی دانشگاه مینیو انجام شده است. هدف از انجام این تستها، بررسی اثر زاوی? بین خط محور شیارها و خط بار (زاوی? بارگذاری) می باشد. بدین منظور در نه زاوی? مختلف بارگذاری، و تحت شرایط مختلف کاری نظیر مقادیر متفاوت سرعت دورانی شافت، فشار ورودی روغن و بار وارده (در حالیکه در انجام تمامی تستها، دمای ورودی ثابت و برابر 40 درج? سانتیگراد می باشد)، توزیع دما در فصل مشترک بوش- روغن، دمای خروجی روغن، ماکزیمم دمای بوش، دبی جرمی کل و دبی در هر یک از شیارها ، اندازه گیری می شود. بعلاوه از آنجاییکه مولف می داند، تحلیل سه بعدی ویژگیهای ترموهیدرودینامیکی جریان متلاطم در یاتاقانهای ژورنال با یک شیار محوری با استفاده از تکنیکهای دینامیک سیالات محاسباتی تا به حال انجام نشده است. در این تحلیل عددی، اثر پارامترهایی نظیر عدد رینولدز، خروج از مرکزیت و لقی برروی توزیع دما، توزیع فشار، دبی جریان و ظرفیت بارگیری یاتاقانهای ژورنال مطالعه می شود.

این رساله به ارزیابی انتقال حرارت تشعشعی در سیستمهایی شامل اثر متقابل حالتهای مختلف انتقال حرارت می پردازد. در چنین مواردی، بررسی یک حالت انتقال حرارت بدون در نظر گرفتن اثرات دیگر حالتها اغلب منجر به ایجاد خطا در نتایج می گردد. در بخش اول این مطالعه، انتقال حرارت مرکب رسانایی و تابشی در هندسه های سه بعدی پیچیده مورد مطالعه قرار می گیرد. بدلیل پیچیدگی در یافتن راه حل تحلیلی دقیق برای معادله انتقال تشعشعی و حجم عظیم منابع محاسباتی مورد نیاز، هدف بخش اول این پژوهش، توسعه ابزار عددی ساده، سریع و قابل اطمینان، برای مطالعه انتقال حرارت مرکب رسانایی-تابشی در محفظه های سه بعدی با هندسه پیچیده می باشد. نتایج این بخش نشان می دهد که زمانیکه انتقال حرارت تشعشعی غالب است اختلال در کانتورهای شار حرارتی به خوبی دیده می شود. در بخش دوم، اثرات انتقال حرارت تشعشعی بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی در محفظه های دو بعدی با هندسه های منظم و نامنظم بررسی می گردد. اثرات تابشی گازهای دخیل در تشعشع حتی در محدوده دمایی معمولی، قابل صرفنظر نیست. هدف بخش دوم از این مطالعه، ارایه روشی دقیق برای تحلیل اثرات تشعشع خاکستری و غیرخاکستری بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی در محفظه های دو بعدی با هندسه منظم و نامنظم، در حالتهای مختلف می باشد. بر طبق نتایج بدست آمده از این بخش، حتی در محفظه هایی با دمای دیواره پایین و اختلاف دمای کوچک همراه با گازهای جذب کننده ناچیز، صرف نظر کردن از محاسبات تشعشعی در تحلیل، خطای زیادی را ایجاد می کند.

یکی از مسائلی که امروزه در فرایندهای انتقال حرارت مطرح است، نیاز به انتقال حرارت با شدت بالا در زمان کوتاه است. اما از آنجا که روشهای افزایش انتقال حرارت، خود منجر به ازدیاد شدت تولید انتروپی و در پی آن افزایش میزان بازگشت ناپذیری در جریان می گردد، مطالعه انجام شده به بررسی تولید انتروپی در جریان آرام سه بعدی همراه با انتقال حرارت، بر روی پله های پسرونده، در داخل کانال های با مقطع مستطیلی و مطالعه روش هایی مناسب جهت ازدیاد انتقال حرارت می پردازد. در یک جریان آرام با جابجایی اجباری، در اثر دو عامل انتقال حرارت و اصطکاک جریان، تولید انتروپی در داخل جریان صورت می گیرد. انتقال حرارت در اثر اختلاف دمای سیال ورودی و دمای دیواره های کانال ( که ثابت فرض شده وtw>tin) ایجاد می شود. جهت بدست آوردن مقدار انتروپی تولید شده نیازمند محاسبه میدان سرعت و دما بوده، که برای این منظور معادلات مومنتوم و انرژی در سیستم مختصات کارتزین سه بعدی، به صورت عددی حل می گردند. از آنجا که در مطالعه حاضر جریان جابجایی از روی پله های شیب دار نیز مد نظر بوده است سطوح مرزی شیب-دار در مختصات کارتزین با استفاده از روش مشهور مسدود شده شبیه سازی شده اند. فرم جداسازی شده معادلات حاکم، توسط روش حجم محدود بدست آمده و با بکار بردن الگوریتم سیمپل حل می شوند. در مطالعه حاضر،دو تکنیک استفاده از مکش و دمش و همچنین استفاده از موانع چسبیده به دیواره کانال بمنظور افزایش شدت انتقال حرارت پیشنهاد شده و با هم مقایسه می شوند. ودر ادامه نتایج حل عددی به صورت رسم نمودارهایی برای بررسی اثرات عدد رینولدز، تاثیرات زاویه ی شیب پله، بر روی رفتار سیال و انتقال حرارت جریان گاز و در انتها بر روی میزان انتروپی تولید شده و تغییرات عدد بژان ارائه شده است. همچنین سازگاری خوبی بین نتایج عددی بدست آمده از مطالعه حاضر با نتایج مطالعات قبلی برقرار است.

در این پایان نامه، فرم کلی معادله انتقال حرارت تابشی در دستگاه مختصات منحنی الخط متعامد بدست می آید. به منظور بررسی دقیق تر فرآیند دستیابی به این معادله، ابتدا پیش نیاز های لازم جهت آشنایی با مختصات منحنی الخط ارائه می گردد. سپس از این مفاهیم در دستیابی به فرم کلی معادله انتقال تابش در مختصات منحنی الخط متعامد استفاده می شود. پس از معرفی معادله انتقال حررات تابشی در مختصات منحنی الخط متعامد، جهت مطابقت آن با معادلات انتقال تابش در مختصات متداول، فرم کارتزین و استوانه ای آن بررسی می گردد. در نهایت معادله انتقال تابش با استفاده از روش جهات مجزا در حالت کلی حل می شود. به منظور اعتبار سنجی روابط بدست آمده، شار حرارتی تابشی بی بعد و خطای نسبی آن بین دو استوانه هم مرکز محاسبه شده و اثرات نوع تقریب انتخابی روش جهات مجزا روی نتایج مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.

در این تحقیق هندسه یک کوره تابشی که به صورت یک محفظه دو بعدی با محیط جذب کننده و صادر کننده انرژی تابشی، با اندازه گیری شارهای حرارتی نقاطی روی دیواره محفظه، بطور معکوس بازسازی شده است. مسئله مستقیم شامل انتقال حرارت تابشی در محفظه با استفاده از روش مسیرهای مجزا(dom ) حل می شود. این روش قابلیت خود را در تحلیل هندسه های پیچیده نشان داده است و از عملکرد و دقت خوبی در حل مسائل انتقال حرارت تابشی برخوردار است. مسئله معکوس جهت بازسازی هندسه محفظه با استفاده از الگوریتم میکرو ژنتیک و از طریق کمینه کردن یک تابع هدف که به صورت مجموع مربعات اختلاف شارهای حرارتی اندازه گیری شده روی دیواره ها و شارهای حرارتی حاصل از محاسبات تعریف می شود، حل می گردد. با استفاده از اطلاعات شارهای اندازه گیری شده روی دیواره ها، چند شکل مشخص بازسازی شده و همچنین شارهای حرارتی بدست آمده از شکل بازسازی شده با استفاده از حل معکوس و شارهای حرارتی بدست آمده از حل مستقیم شکل اصلی، با هم مقایسه شده است. همچنین اثر پارامترهای مختلف مانند مکان حسگرها و خطاهای اندازه گیری در دقت حل معکوس مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان دهنده کارایی و دقت قابل قبول روش حاضر در بازسازی هندسه محفظه تابشی است.

محیط متخلخل بدلیل داشتن سطح بسیار زیاد در واحد حجم انرژی زیادی از گازهای داغ از طریق انتقال حرارت جابجایی دریافت می کند و در پی افزایش دما، این انرژی را از طریق تشعشع به داخل سیستم بازمیگرداند. در این مطالعه سعی شده که از این انرژی دریافت شده از گاز به وسیله محیط متخلخل، جهت طراحی یک مبدل حرارتی سه بعدی استفاده شود که از سه قسمت تشکیل شده است شامل:1- قسمت دما بالا، 2- قسمت بازیاب 1 و 3- قسمت بازیاب 2 . جریان گاز داغ از داخل قسمت دما بالا مبدل گذشته و از طریق انتقال حرارت جابجایی، ازدیاد دمای لایه مربوطه را به دنبال دارد. این انرژی دریافت شده به صورت شار تشعشعی به لایه های بازیاب 1 و 2 تابیده می شود. هوا با دمای محیط وارد لایه بازیاب 1 می شود و شار تشعشعی منتشرشده از لایه دما بالا توسط لایه بازیاب 1 جذب شده و هوا ضمن عبور از این لایه توسط فرایند انتقال حرارت جابجایی پیش گرم می شود که این هوای پیش گرم شده وارد لایه بازیاب 2 می شود و در این لایه توسط مکانیزم انتقال حرارت جابجایی مقدار بیشتری انرژی دریافت کرده و به صورت هوای گرم خروجی سیستم را ترک می کند. در کار حاضر، آنالیز حرارتی سه بعدی مبدل حرارتی با در نظر گرفتن اثرات تغییرات خواص گاز با دما مورد بررسی قرارگرفته است. محیط متخلخل علاوه بر انتقال حرارت جابجایی با جریان گاز قادر است انرژی تابشی را جذب، پخش و صادر کند درحالی که از اثرات تابشی فاز گاز در مقایسه با فاز جامد صرف نظر شده است. از آنجا که تعادل حرارتی بین فاز گاز و جامد وجود ندارد، معادلات انرژی به طور جداگانه برای هر فاز نوشته شده وبا روش اختلاف محدود حل عددی می گردند. برای محاسبه توزیع شار تابشی در لایه متخلخل که از حل معادله انتقال حرارت تابشی به دست می آید از روش جهت های مجزا استفاده شده است. نتایج عددی به صورت نمودارهایی از توزیع دمای گاز و محیط متخلخل و همچنین توزیع شار تابشی در فاز جامد، با در نظر گرفتن تغییرات خواص گاز با دما نشان داده شده است. محاسبات انجام شده نشان می دهد که استفاده از لایه های متخلخل با عمق اپتیکی زیاد و ضریب پخش تشعشعی کم، افزایش راندمان حرارتی مبدل را به دنبال دارد. جهت بررسی صحت محاسبات انجام شده، مقایسه ای با نتایج تئوریک دیگر محققین صورت پذیرفته که انطباق موجود رضایت بخش می باشد.

در این پایان نامه، به مطالعه عددی رفتار ترموهیدرودینامیکی یاتاقان پله ای رایلی تحت شرایط کارکرد مختلف در حالت پایا، تراکم ناپذیر و آرام پرداخته شده است. برای رسیدن به این هدف، معادلات دو بعدی بقاء جرم، مومنتوم و انرژی به طور همزمان با روش دینامیک سیالات محاسباتی حل شده است. فرم گسسته شده معادلات با استفاده از روش حجم محدود به دست آمده و با به کاربردن الگوریتم سیمپل حل شده اند. با این روش عددی، توزیع سرعت، فشار و دما در جریان روان کننده محاسبه گردیده است. در این تحقیق، اثرات سرعت سطح متحرک و پارامترهای هندسی یاتاقان بر روی توزیع فشار روان کننده و توزیع دما بررسی شده است. همچنین ظرفیت تحمل بار و نیروی اصطکاک که دو پارامتر مهم در روانکاری است، مورد مطالعه قرار گرفته اند. مقایسه بین نتایج عددی به دست آمده با نتایج نظری موجود در مطالعات پیشین، مطابقت خوبی را نشان می دهد.

در این پروژه جابجایی اجباری جریان آرام در کانال دو بعدی حاوی مانع داغ با اشکال مختلف به صورت عددی بررسی شده است. موانع مستطیلی و دایره ای بر روی دیواره پایینی کانال قرار گرفته اند و حرارت با دمای ثابت به کف مانع وارد می شود. انتقال حرارت ترکیبی، هدایت در مانع جامد و جابجایی اجباری در سیال به صورت عددی حل می شود و میدان های دما و سرعت بدست می آیند. برای رسیدن به این هدف مجموعه معادلات حاکم از جمله انرژی و ممنتوم با استفاده از تکنیک های دینامیک سیالات محاسباتی حل می گردد و رفتار هیدرودینامیکی و ترمودینامیکی سیال در اطراف مانع بدست می آید. در این بررسی توجه خاصی به توزیع عدد ناسلت محلی بر دیواره مانع و همچنین مقدار متوسط آن شده است. همچنین برای بررسی بهتر عملکرد ، عدد تولید انتروپی در جریان و داخل موانع محاسبه شده است.

در پژوهش حاضر با استفاده از یک مدل عددی سه بعدی مکانیک سیالات محاسباتی توسط نرم افزار به مطالعه اثر خواص هیدرودینامیک یاتاقان های ژورنال در جریان آشفته و تحت وقوع پدیده کاویتاسیون پرداخته شده است. در ناحیه کویتی جریان دو فازی بصورت روغن مایع و روغن گازی (بخار روغن) مدل سازی شده و تأثیر کاویتاسیون بر روی میزان نشتی(دبی جرمی) روغن، توزیع فشار و پروفیل سرعت در جریان، زاویه ماکزیمم فشار، و نیز ظرفیت تحمل بار برای یاتاقان ژورنال بررسی شده است. همچنین به بررسی چگونگی و میزان تأثیر پارامتر های دیگری پرداخته شده و چگونگی عملکرد یاتاقان ژورنال هایی در شرایط فوق الذکر برای سرعت های زاویه ای مختلف شفت، لقی ها، نسبت های خروج از مرکز، نسبت های طول محوری به قطر یاتاقان، مکان هندسی شیار ورودی روغن، و ابعاد شیار ورودی روغن متفاوتی با یکدیگر قیاس شده اند. نتایج بدست آمده نقش وقوع پدیده کاویتاسیون را در شرایط مختلف بر روی چگونگی عملکرد یاتاقان های ژورنال و میزان تاثیر آن را بخوبی نشان می دهند.

در مطالعه حاضر، اثر متقابل بین یک ناحیه جامد با جریان آشفته اجباری در حضور محیط تأثیرگذار تشعشعی، در ناحیه توسعه یافتگی یک کانال افقی دوبعدی با پله پسرونده، مورد تجزیه وتحلیل قرارگرفته است. انتقال حرارت مزدوج زمانی که پدیده انتقال حرارت در ناحیه سیال با فرآیند انتقال حرارت در ناحیه جامد کوپل یکدیگر باشند اتفاق می افتد. در این موارد دما و شار حرارتی در مرز مشترک سیال و جامد مساوی هم در نظر گرفته می شوند که به عنوان شرط مرزی نوع چهارم معرفی شده است ]1]. سیال عامل همانند یک محیط خاکستری در جذب، صدور و پخش تشعشع شرکت می کند. جهت به دست آوردن توزیع سرعت و دما در داخل کانال، معادلات دوبعدی ناویراستوکس و انرژی همراه با معادلات مربوط به انرژی جنبشی و نرخ اتلاف انرژی به صورت عددی حل می گردند. برای شبیه سازی جریان آشفته از مدل k-? توسعه یافته استفاده شده است. برای محاسبه جمله تشعشع در معادله انرژی مربوط به سیال، معادله انتقال تشعشع با روش طول های مجزا حل شده است. معادلات ناویراستوکس، معادلات مربوط به انرژی جنبشی و نرخ اتلاف انرژی توسط روش حجم محدود و با استفاده از الگوریتم سیمپل در نرم افزار فلوئنت حل می شوند در حالی که فرم گسسته شده معادله انرژی، توسط روش اختلاف محدود به دست آمده و با استفاده از برنامه کامپیوتری به زبان فرترن توزیع دما در کل دامنه محاسباتی شامل سیال وجامد به دست آمده است. نتایج حل عددی به صورت رسم نمودار و منحنی هم تراز برای بررسی اثرات ضریب البدو، نسبت ضریب هدایت حرارتی جامد به سیال و ضخامت نوری بر روی رفتار سیالاتی و حرارتی سیستم مورد نظر ارائه شده است.

در مطالعه حاضر، اثر برخی از پارامترهای مهم بر روی توزیع دمای فازهای سیال و جامد در یک دریافت کننده متخلخل خورشیدی هوا، در سیستم متمرکز کننده توان حرارتی خورشیدی با استفاده از مدلسازی عددی دو بعدی مورد بررسی قرار گرفته است. سطح ورودی سیال به گونه ای در نظر گرفته شده است که به سمت تشعشع خورشیدی متمرکز شده، قرار داشته باشد و هوا نیز به عنوان سیال عامل فرض شده است. در این سیستم گرمایی، به دلیل بالا بودن دما، انتقال حرارت تشعشعی نقش مهمی دارد.معادله انتقال تشعشع به دلیل عمق اپتیکی زیاد انتقال تشعشع در ماده متخلخل سیلیکون کاربید (sic) ، با تقریب رزولند مدل شده است. همچنین، مدل دارسی-بریکمن - فورچیمر برای مدل کردن جریان درون محیط متخلخل در نظر گرفته شده است. میدان های انرژی فازهای سیال و جامد در محیط متخلخل با استفاده از روش عدم تعادل دمایی بدست آمده اند. معادلات حاکم با روش های دینامیک سیالات محاسباتی حل شده اند. نتایج بدست آمده نشان داد که شار جرم ورودی، تشعشع خورشیدی و تغییر جهت جریان ورودی، در میان پارامتر های بررسی شده بیشترین تأثیر را بر دمای سیال خروجی دارند.

در مطالعه حاضر، اثر انتقال حرارت تشعشعی بر روی مشخصات جریان و انتقال حرارت جابجایی ترکیبی در یک حفره با درب مرزی متحرک در دو هندسه متفاوت مربعی و ذوزنقه ای به صورت عددی مطالعه شده است. از تقریب بوزینسک برای مدل کردن معادلات حاکم استفاده شده است. میدان های سرعت و فشار با استفاده از الگوریتم سیمپل کوپل شده اند. معادلات حاکم با استفاده از تکنیک حجم کنترل و معادله انتقال تشعشع به وسیله روش راستاهای مجزا به منظور محاسبه توزیعات سرعت، دما و شار حرارتی در محیط جذب کننده، صادر کننده و پخش کننده همگن همراه با گازهای خاکستری حل شده اند. در این مطالعه، شبیه سازی های عددی با مقایسه چندین مطالعه گذشته از نوشتجات، اعتبار سازی شدند. بنابراین، الگوهای خطوط دما ثابت و جریان و اعداد ناسلت در یک رنج وسیعی از ضخامت اپتیکی، پارامتر تشعشع-هدایت و عدد رینولدز بررسی شده اند. نتایج بدست آمده نشان داد که یک رفتار رفت و برگشتی در خطوط دما ثابت و جریان حفره با درب مرزی متحرک، با افزایش ضخامت اپتیکی وجود دارد. همچنین مشاهده شد که برای مقادیر پایین ضخامت اپتیکی و مقادیر بالای پارامتر تشعشع-هدایت، انتقال حرارت تشعشعی نقش مهمی در کنترل کردن نرخ انتقال حرارت دارد.

در این پایان نامه به مطالعه عددی رفتار ترموهیدرودینامیکی یاتاقان رایلی شیب دار تحت شرایط کارکرد مختلف در حالات پایا، تراکم ناپذیر و آرام پرداخته شده است. فرم گسسته شده معادلات با استفاده از روش حجم محدود به دست آمده وبا الگوریتم سیمپل توسط نرم افزار انسیس فلوئنت حل شده اند. سپس به بررسی اثرات سرعت سطح و پارامترهای هندسی بر توزیع فشار و دما پرداخته شده است. ظرفیت تحمل بار و نیروی اصطکاک که مورد مطالعه قرار گرفته اند.

در کانال حاوی مانع مستطیل شکل گاز به عنوان یک محیط شرکت کننده در انتقال حرارت تشعشعی نقش دارد.تمام مکانیزم های انتقال حرارت که شامل جابجایی,هدایت وتشعشع می باشد به طور همزمان در جریان گاز در نظر گرفته می شود.

در پژوهش حاضر، اثرات غیر خاکستری گازهای تشعشعی بر انتقال حرارت جابجایی در کانالهای دو بعدی و دارای جدایش جریان، بصورت عددی مورد بررسی و مطالعه قرار می-گیرد. سیال عامل در این کانال همانند یک محیط همگن در جذب، صدور و پخش تشعشع شرکت می کند. برای مدل سازی محیط غیر خاکستری، یکی از موثرترین و جدیدترین مدلهای طیفی به نام روش توزیع k تمام طیف، بکار گرفته می شود. بعلاوه، محاسبات محیط خاکستری بر اساس ضریب جذب میانگین پلانک انجام شده و سپس این محاسبات با نتایج محیط غیر خاکستری به عنوان حالت واقعی مقایسه می شوند تا میزان خطا ناشی از این فرض ساده مشخص گردد.