طراحی، تحلیل عملکرد و بهینه سازی سیستم های حرارتی پیچیده با در نظر گرفتن همزمان مفاهیم ترمودینامیکی و اقتصادی موضوع مبحث ترمواکونومیک می باشد. در این پژوهش تحلیل ترمواکونومیکی برای بهینه سازی یک نیروگاه سیکل ترکیبی خورشیدی به ظرفیت 400 مگاوات به کار رفته است. بهینه سازی با استفاده از اصول اگزرژی اکونومیک و الگوریتم ژنتیک و بر اساس دو رویکرد تک هدفه و چند هدفه انجام شده است. تابع هدف در حالت بهینه سازی تک هدفه مجموع هزینه های سرمایه گذاری و هزینه های مرتبط با تخریب اگزرژی می باشد که باید کمینه گردد. در حالت بهینه سازی چند هدفه توابع هدف شامل راندمان اگزرژتیکی سیستم (که باید بیشینه گردد) و کل هزینه های مرتبط با محصول سیستم (که باید کمینه گردد) می باشند. در نهایت حساسیت قیمت برق تولیدی سیستم نسبت به برخی پارامترها همانند نرخ بهره، عمر سیستم، قیمت سوخت، مدت زمان ساخت سیستم و تعداد ساعات کارکرد بخش خورشیدی در سال بررسی شده است.

مطالعه جریان اطراف اجسام سه بعدی پخ واقع بر سطح زمین با بسیاری کاربردها در مهندسی مرتبط است. جریان پیچیده ای از ساختارهای چند گردابه ای در ناحیه دنباله جسم برای چنین آرایشی ایجاد می شود. تحقیق در مورد ساختار دنباله چنین اجسامی برای شناخت پدیده هایی نظیر انتقال حرارت، انتقال جرم، بارهای آئرودینامیکی و تهویه مطبوع اهمیت دارد. در این تحقیق جریان متلاطم هوا اطراف نیمکره واقع بر سطح برای دو نوع لایه مرزی نازک و ضخیم به صورت تجربی و عددی بررسی شده است. نیمکره به عنوان شکل نمونه گنبد انتخاب شده است که شکل مرسوم سقف برای ساختمان های مسکونی، بازارهای قدیمی، مسجدها و سازه های سنتی در اغلب مناطق خاور میانه می باشد. بررسی جریان هوا اطراف شکل های گنبدی به منظور یافتن بار وارده از سوی باد به گنبد، محاسبه تغییرات ضریب انتقال حرارت جابجایی برای تخمین بار گرمایش و سرمایش بنا و همچنین پیش بینی محل نشست ذرات معلق هوا در قسمت جلویی و در پشت گنبد مهم است. بر اساس اندازه گیری های صورت گرفته توزیع سرعت در چندین مقطع در راستای جریان و در راستای عمود بر جریان برای دو نوع لایه مرزی نازک و ضخیم ترسیم شده اند. میدان جریان برای عدد رینولدز 32000 که بر اساس ارتفاع نیمکره و سرعت جریان آزاد محاسبه شده، بررسی شده است. نقطه جدایش جریان، طول اتصال مجدد و گردابه نعل اسبی شکل اطراف نیمکره برای هر دو حالت لایه مرزی نازک و ضخیم نشان داده شده اند. تغییرات شدت تلاطم بر روی نیمکره در چندین مقطع از دامنه جریان ترسیم شده اند. با استفاده از حل عددی صورت گرفته تغییرات ضریب فشار بر روی نیمکره ترسیم شده و برای دو نوع لایه مرزی با هم مقایسه شده اند. علاوه بر این، در چندین موقعیت از میدان جریان توزیع سرعت بدست آمده از شبیه سازی عددی با نتایج تجربی مقایسه شده اند

در پژوهش حاضر انتقال حرارت و میعان هوای مرطوب در اطراف یک استوانه شیب دار در جابجایی آزاد به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. اثر تغییر پارامترهای مختلف مانند دمای محیط , رطوبت نسبی محیط, دمای سطح استوانه و زاویه قرار گیری استوانه بر روی شار حرارتی و شارش جرمی میعان به صورت مستقل بررسی شده است. به منظور ایجاد شرایط مناسب برای آزمایش ها و شبیه سازی جابجایی آزاد یک اتاق آزمون مجهز به سیستم گرمایش و سرمایش قابل کنترل در دانشکده مکانیک ساخته شد. در آزمایشات صورت گرفته رطوبت نسبی هوا از 30% تا 50% , دمای محیط از 25 تا 35 درجه سانتی گراد , دمای سطح استوانه از 2 تا 6 درجه سانتی گراد و زاویه استوانه از 0 تا 60 درجه تغییر داده شده است. آزمایش ها زمانی آغاز شده است که میعان به حالت پایدار رسیده و انتقال حرارت و شارش جرمی میعان ثابت باشد. هر آزمایش حدودا 8 ساعت به طول انجامیده و در طی آن تمامی پارامترها کنترل و ثبت شده اند تا با دقت قابل قبولی ثابت باقی بمانند. خطای موجود در اندازه گیری ها در نظر گرفته شده و میزان عدم قطعیت در اندازه گیری شار حرارتی و شارش جرمی محاسبه شده است. نتایج بدست آمده بیانگر آن است که با کاهش شیب استوانه, افزایش دمای محیط, کاهش دمای سطح استوانه و افزایش رطوبت نسبی محیط مقدار انتقال حرارت و مقدار شارش جرمی میعان افزایش می یابد. در رطوبت نسبی پایین سهم اصلی انتقال حرارت مربوط به جابجایی و تشعشع می باشد ولی با افزایش رطوبت نسبی سهم انتقال حرارت تغییر فاز افزایش چشمگیری می یابد. شایان ذکر است که در رطوبت نسبی پایین نوع میعان تشکیل شده قطره ای می باشد که با افزایش غلظت بخار به میعان لایه ای متمایل می شود. در نهایت با اندازه گیری های تجربی میزان شارش جرمی یک رابطه جدید تجربی برای میزان شارش جرمی ارائه گردیده است.

در دهه ی اخیر، تئوری جنبشی شبکه و به خصوص روش شبکه ی بولتزمن (lbm) به موفقیت های چشمگیری در شبیه سازی انواع مختلف جریان های سیال، اعم از مسائل پرکاربرد مهندسی، دست یافته است. بر خلاف شبیه سازی مسائل هم دما، کاربرد روش شبکه ی بولتزمن برای جریانات سیال همراه با انتقال حرارت خیلی سخت تر است. در حال حاضر سه مدل حرارتی شبکه ی بولتزمن ارائه شده است: روش چند سرعته، روش نرده ای منفعل، و روش توابع توزیع دوتایی. در روش تابع توزیع دوتایی، که در این پایان نامه مورد بررسی قرار گرفته، برای چگالی انرژی داخلی یک تابع توزیع جداگانه اختصاص می یابد که برای شبیه سازی میدان دما استفاده می شود در حالیکه برای حل میدان جریان از همان تابع توزیع دانسیته استفاده می شود. نشان داده شده است که این مدل برای حل مسائل سیالات با اعداد پرنتل مختلف ساده تر و کاربردی است. مهم تر از این، روش تابع توزیع دوتایی به مرتبه ی گشتاورگیری پایین تری نیاز دارد و از این رو پایداری عددی بالاتری را نسبت به روش چند سرعته در اختیار می دهد. قابلیت شبیه سازی اتلاف حرارتی ناشی از لزجت از دیگر مزایای مهم این روش می باشد. تنها هزینه ای را که باید برای این مزایا داد این است که ظرفیت حافظه ی رایانه ای مورد نیاز دو برابر می شود. در این پژوهش، روش حرارتی شبکه ی بولتزمن با توابع توزیع دوتایی برای جریان های همراه با انتقال حرارت در ابعاد میکروسکوپی و ماکروسکوپی مورد بررسی قرار گرفت. به وسیله ی مقایسه با جواب های تحلیلی و حل های معیار، ابتداً روش موجود برای جریان های ماکروسکوپی اعتبار سنجی شد. در مرحله ی اول، جریان دو بعدی درون حفره ی مربعی، برای مسئله ای با دیوارهای افقی عایق و دیوارهایی عمودی در دماهای مختلف، در رژیم جریان آرام (106>ra>103) شبیه سازی شد. نتایج عددی تطابق خوبی با کارهای انجام شده ی معیار داشتند. سپس روش موجود برای شبیه سازی جریان های درون کانال مورد استفاده قرار گرفت. ملاحظه شد که این روش به خوبی قادر است مسائل شامل اتلاف حرارتی لزجت را شبیه سازی کند و همچنین شرایط مرزی به راحتی توسط این روش اعمال می شود. به علاوه، در این پایان نامه شرط مرزی جدیدی برای مدل حرارتی شبکه ی بولتزمن با توابع توزیع دوتایی اصلاح و ارائه شد که با دقت قابل ملاحظه می تواند شروط مرزی را برای هندسه های دلخواه با سهولت بیشتری ارضاء نماید. در نهایت در این پژوهش قابلیت روش حرارتی شبکه ی بولتزمن با وارد کردن اثرات محیط رقیق، برای مدل کردن و تحلیل رفتار گاز در میکرو کانال ها در رژیم لغزشی (1/0>kn>01/0) مورد بررسی قرار گرفت. در مرزها برای شبیه سازی سرعت لغزشی و پرش دمایی از مقادیر ماکروسکوپیک استفاده شد. نتایج عددی نشان دادند که منحنی های سرعت و دما در تطابق خوبی با نتایج تحلیلی هستند که موید قابلیت این روش و شرط مرزی مورد استفاده در توصیف جریان های حرارتی شامل اتلاف حرارتی ناشی از لزجت در میکروکانال هاست. به طور خلاصه در این پایان نامه، کاربرد روش حرارتی شبکه ی بولتزمن برای مسائل مختلف جابه جایی آزاد و اجباری مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات نشان دادند که این روش در محدوده ی گسترده ای از پارامترهای فیزیکی، نتایج معتبری را پشتیبانی می کند. ازاین رو می توان روش حرارتی شبکه ی بولتزمن را نیز همانند قسمت غیرحرارتی آن یک روش موثر و جایگزین برای شبیه سازی انواع فرآیندهای انتقال حرارت و جریان سیال، در شرایط مختلف مرزی، به حساب آورد.

انتقال حرارت جابجایی آزاد به استوانه های سرد افقی که در بالای یک سطح قرار دارند در بسیاری از کاربردهای صعنتی نظیر سردخانه ها، سیستم های تهویه و غیره انجام می گیرد. برای انتقال حرارت جابجایی آزاد به یک استوانه تنها که در محیط بینهایت قرار دارد مطالعات گسترده ای صورت گرفته اما در مورد استوانه ای که نزدیک به یک سطح عایق قرار دارد تحلیل های بسیار اندکی انجام گرفته است. در تحقیق حاظر انتقال حرارت جابجایی آزاد به استوانه سرد افقی که در بالای یک سطح عایق و همچنین محصور بین دو سطح عایق عمود بر هم قرار دارد به صورت تجربی و عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در اندازه گیری آزمایشگاهی تأثیر فاصله استوانه از صفحه عایق افقی (l/d) در محدوده بین 1/0 تا 5/1 و همچنین از صفحه عایق قائم (s/d) در محدوده بین 1/0 تا 1 برای اعداد رایلی 105×3 و 105×6 مورد بررسی قرارگرفته است. قطر لوله 8 سانتیمتر بوده و به ازای مقادیر مختلف دمای سطح، آزمایش های متعددی انجام گرفته است. برای انجام بررسی عددی، معادلات حاکم جریان آرام جابجایی آزاد، از روش حجم محدود با کد c++ به کمک نرم افزار openfoam که یک نرم افزار منبع باز تحت سیستم عامل لینوکس است حل شده اند. مطالعات عددی انجام گرفته در محدوده وسیعی از اعداد رایلی از 104 تا 106 انجام گرفته تا نتایج با داده های آزمایشگاهی مقایسه گردند. خطوط جریان، خطوط هم دما و بردارهای سرعت به ازای مقادیر مختلف فاصله از صفحات عایق ترسیم گردیده. جریان هوای سرد پس از حرکت به سمت پایین و برخورد به سطح عایق افقی به هر دو سمت حرکت می کند، که اگر سطح عایق عمودی هم وجود داشته باشد در آن سمت متوقف شده و به سمت مخالف حرکت می کند. میدان های ترسیم شده اطراف استوانه نسبت به حالتی که استوانه در محیط بینهایت قرار دارد متفاوت است. نتایج نشان می دهد که ضریب انتقال حرارت متوسط لوله، وابستگی شدیدی به تغییرات l/d دارد اما تغییرات s/d تأثیر زیادی بر آن ندارد. با این حال، وجود صفحه قائم تأثیر زیادی بر میزان انتقال حرارت دارد. با استفاده از نتایج عددی و آزمایشگاهی رابطه ای تجربی برای نسبت عدد نوسلت متوسط به عدد نوسلت متوسط یک لوله در محیط بینهایت بر حسب عدد رایلی و نسبت فاصله استوانه از سطح عایق به قطر استوانه (l/d) برای استوانه ای که در زیر یک سطح عایق قرار دارد، ارائه شده است.

امروزه آنالیز حوادث وخیم و تحلیل این سناریوها در شرایط واقعی نیروگاه از مهم ترین موضوعات در برآورد ایمنی تأسیسات است. یکی از این حوادث از دست رفتن کامل برق نیروگاه است که جزء حوادث نوع وخیم تر از حوادث پایه ای طراحی می باشد. در این پژوهش با استفاده از مدل relap5 طراحی شده قلب vver1000 حادثه از دست رفتن کامل برق نیروگاه مدل شده است. نتایج برای سه حالت مختلف یعنی الف) بدون دخالت اپراتور، ب) باز شدن یکی از شیرهای psd فشارنده در ثانیه 5000 توسط اپراتور و ج) باز شدن هر سه این شیرها در ثانیه 5000 به دست آمده است.در شبیه سازی این حادثه فرض شده پس از برقراری حالت پایدار هم منابع برق نرمال و هم منابع برق اضطراری از دست می روند. در این فاصله پارامترهایی از جمله تغییر توان راکتور، آهنگ جریان جرمی ورودی رآکتور، فشار مدار اول، فشار در فشارنده و مبدل ها، تغییر سطح آب درون راکتور، فشارنده و مبدل ها، ماکزیمم دمای سوخت و غلاف آن برای سه حالت مذکور مورد بررسی قرار گرفته اند. با شروع حادثه گرمای تولیدی به سطح گرمای تولیدی ناشی از گرمای باقیمانده نزول می کند و آهنگ جریان جرمی ورودی به رآکتور نزول کرده و به حد آهنگ ناشی از جریان جابجایی آزاد می رسد. نتایج نشان می دهد که این آهنگ تا زمان 5000 ثانیه حفظ می شود اما با از دست رفتن آب مدار اول و صفر شدن سطح آب درون رآکتور از بین می رود. بنابراین زمان بهینه باز شدن شیرهای psd توسط اپراتور ثانیه 5000 است. در این صورت خرابی قلب و محفظه در فشار پایین تری نسبت به حالت اول صورت می گیرد در نتیجه جهت جلوگیری از بالا رفتن دمای سوخت و غلاف آن به بالای حد مجاز ضروری است قبل از خشک شدن مبدل ها و مدار اول تزریق خنک کننده به آن ها صورت گیرد. با توجه به نتایج به دست آمده نمودارهای حاصل از شبیه سازی با نمودارهای fsar هم خوانی دارد.

مطالعه جریان باد اطراف اجسام سه بعدی پخ واقع بر روی سطح زمین در بسیاری از کاربردهای مهندسی مشاهده می شود. برای چنین آرایشی جریان پیچیده ای از ساختارهای چند گردابه ای در اطراف و دنباله جسم ایجاد می شود. تحقیق و بررسی ساختار جریان در داخل، بیرون و دنباله چنین اجسامی برای شناخت پدیده هایی نظیر انتقال حرارت، انتقال جرم، بارهای آیرودینامیکی و تهویه مطبوع مورد نیاز می باشد. در این تحقیق ابتدا روشی جدید برای مدل سازی لایه مرزی اتمسفری در تونل باد با طول کوتاه ارائه شده و مراحل تولید آن بصورت تجربی اندازه گیری و نشان داده شده است. با وجود جریان لایه مرزی اتمسفری جریان متلاطم هوا اطراف یک مدل کوچک شده از ساختمانی واقعی با سقف گنبدی به همراه چندین پنجره و روزنه ای در سقف با مقیاس 54/1 در حالت های مختلف بررسی شده است. چگونگی جریان باد اطراف شکل های گنبدی از نوع آزمایش شده در این پژوهش به منظور یافتن بار وارده از سوی باد به گنبد، محاسبه تغییرات ضریب انتقال حرارت جابجایی به منظور تخمین بار سرمایش و گرمایش بنا و همچنین پیش بینی محل نشست ذرات معلق هوا در قسمت جلویی و در پشت گنبد قابل محاسبه است.. علاوه بر اندازه گیری ها به منظور توسعه پژوهش و ارائه اطلاعات بیشتر جریان اطراف مدل فوق، شبیه سازی عددی جریان برای شرایط فیزیکی و هندسی ولایه مرزی اتمسفری با استفاده از نرم افزار فلوئنت و بهره گیری از مدل توربولانس rng-k.? انجام گردیده است. ابتدا مدل سازی عددی با اندازه گیری ها از نظر چگونگی میدان جریان، توزیع سرعت در چندین ناحیه اطرف گنبد مقایسه و ارزیابی گردیده است. بر اساس اندازه گیری های صورت گرفته و شبیه سازی عددی، چگونگی سرعت در چندین مقطع در راستای جریان، نقطه جدایش جریان و گردابه نعل اسبی شکل اطراف مدل نشان داده شده است. همچنین تغییرات شدت تلاطم در اطراف مدل ساختمان در نواحی مختلف اندازه گیری مقایسه و ارائه شده است. در انتها بر اساس محاسبات عددی صورت گرفته تغییرات ضریب فشار بر روی سقف ساختمان ارائه و با نتایج دیگر محققان مقایسه گردیده است. در اندازه گیری ها و محاسبات، محدوده جریان باد برای عدد رینولدز 122000، شدت اغتشاش بین 10 تا 15 درصد و ضریب مسدودیت 6 درصد انتخاب شده است.

افزایش تقاضا در صنعت گاز سبب شده این صنعت از ابزاری نوین برای خشک کردن گاز طبیعی بخصوص برای استفاده خارج از دریا استفاده کند. جداکننده های مافوق صوت روشی جدید برای چگالش و جداسازی آب و هیدروکربن های سنگین از گاز طبیعی است. جداکننده های فراصوت بدلیل سادگی عملکرد، نداشتن قطعات متحرک و عدم استفاده از واکنش های شیمیایی دارای برتری های قابل ملاحظه ای به لحاظ کارایی، هزینه های اجرایی و زیست محیطی نسبت به روش های سنتی متداول، دارند . این نوع جداکننده ها از یک شیپوره همگرا-واگرا تشکیل شده اند که تعدادی پره در قسمت فراصوت بعد از گلوگاه برای ایجاد سرعت دورانی قرار گرفته اند. در این نوع از جداکننده ها، گاز طبیعی به همراه قطرات ریز مایع وارد جداکننده می شود. قطراتی ریزی که وارد جداکننده شده اند به دلیل کاهش دما در اثر انبساط جریان درون جداکننده شروع به رشد می کنند. این قطرات در قسمت فراصوت به دلیل وجود جریان دورانی در اثر وجود پره ها به علت نیروی گریز از مرکز به سمت دیواره حرکت می کنند. با افزایش زاویه پره ها سرعت دورانی جریان گاز بیشتر می شود، که این افزایش سرعت دورانی سبب افزایش نیروی گریز از مرکز می شود. رشد نیروی گریز از مرکز سبب افزایش تعداد برخورد قطرات درون جداکننده با دیواره و افزایش راندمان جداکننده می شود. در این مطالعه، برای حل میدان جریان از روش عددی roe استفاده شده است و اثر افرایش زاویه پره ها بر روی راندمان جداکننده به صورت عددی بررسی شده است.

کشور ایران از پتانسیل بالای تابش خورشیدی برخوردار است جهت استفاده از این انرژی، اولین نیروگاه خورشیدی کلکتور سهموی ایران، در شهر شیراز بنا نهاده شده است. از اهداف کنترلی نیروگاه های خورشیدی کلکتور سهموی، ثابت نگه داشتن دمای خروجی مزرعه کلکتورها در دمای طراحی است، که کنترل کننده ها با تولید سیگنال کنترلی مناسب (دبی روغن مزرعه) به این هدف نائل می شوند. تغییرات شرایط محیطی از قبیل پوشش ابر، سرعت باد، دمای محیط و مشکلات ردیابی می توانند بر هدف کنترلی ما تاثیر گذار باشند. جهت بررسی پارامترهای مختلف، نیازمند مدل دقیقی از نیروگاه می باشیم. در این تحقیق نیروگاه خورشیدی شیراز بصورت زمانمند در محیط matlab مدل سازی و سپس مدل مربوطه با اطلاعات واقعی نیروگاه مقایسه گردیده و در نهایت باعث شد اطمینان نسبی از مدل حاصل شود. مدل مربوطه جهت طراحی و توسعه یک سیمولاتور در نرم افزار labview که یک نرم افزار قدرتمند از لحاظ کنترل و مانیتورینگ است، پیاده-سازی گردید. جهت ثابت نگه داشتن دمای روغن خروجی از مزرعه، نیازمند کنترل کننده مناسب هستیم، در ابتدا این هدف توسط کنترل کننده pid حاصل گردید و ضرایب pid برای تمامی ماه ها بدست آمده، سپس توسط الگوریتم ژنتیک بهینه ترین ضرایب کنترل کننده بدست آمدند. رفتار این کنترل کننده در مقابل اغتشاشات بررسی گردید که پاسخ مناسب بود. سپس یک کنترل کننده جهت ثابت نگه داشتن دمای روغن ورودی به مزرعه نیز بررسی گردید که با توجه به نتایج بدست آمده، این کنترل کننده برای نیروگاه خورشیدی شیراز مناسب نمی باشد. تاثیر پارامترهایی نظیر خارج کردن کلکتورها و نیز تغییر دمای اولیه روغن و اجزاء نیز بررسی گردیدند. کنترل کننده فازی بعنوان کنترل کننده پیشرفته بر روی مدل نیروگاه طراحی شد که نتایج بهتری نسبت به کنترل کننده های کلاسیک بهمراه داشت. در نهایت کلیه کنترل کننده های طراحی شده بر روی مدل نیروگاه برای یک روز با هم مقایسه گردیدند، نتایج نشان داد که کنترل کننده فازی کارایی بهتری دارد.

سطوح گسترش یافته (پره ) به طور گسترده در مبدل گرمائی دستگاه ها به منظور افزایش انتقال حرارت بین سطح اصلی و محیط اطراف مورد استفاده قرار می گیرد. انواع متفاوتی از پره مبدل های گرمائی از هندسه های خیلی ساده مانند مستطیلی، استوانه ای، حلقوی، نوک تیز یا پره های پینی تا ترکیب حالت های مختلف در مقالات متعددی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. به طور کلی مشاهده شده است که مدل های توربولانسی استانداردی که در اکثر کدها استفاده می شود (مانند مدل هائی بر پایه لزجت گردابه ای مانند k-? یا مدل های مختلف تنش مرتبه دوم) در خیلی از قسمت ها مخصوصا برای جریان اطراف موانع پخ دار مانند پره نا کافی می باشد. پیش بینی دمای موضعی و انتقال حرارت اجسام پخ که بر روی یک دیواره قرار دارند در جریان های توربولانسی هنوز یک چالش خیلی مهم در بهینه سازی عملکرد گرمائی پره ها می باشد. در این پژوهش یک مطالعه عددی بر روی جریان و انتقال حرارت اطراف آرایه ای از پره های مشبک انجام شده است و نتایج بدست آمده با یک پره ساده بدون سوراخ و با یک سطح صاف بدون پره در یک شرایط کارکردی مشابه مقایسه شده است. هندسه مدلسازی شده شامل یک پره با کانال های کوچک (با سطح مقطع دایره ای) در راستای طولی پره که تعدا آن ها از یک تا سه تغییر می کند می باشد. به منظور پیش بینی هرچه دقیق تر جریان توربولانسی در مسئله مورد نظر از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ (les) با یک مدل زیر شبکه ای مناسب استفاده شده است. معادلات دیفرانسیلی کوپل برای فاز های جامد و گاز با استفاده از روش حجم محدود و الگوریتم simple حل شده است. مشخصه های جریان و انتقال حرارت برای پره مشبک با تعداد سوراخ های 1، 2 و 3 در عدد رینولدز 3×104 با استفاده از روش شبیه سازی گردابه های بزرگ نشان داده شده است و برای پره مشبک با سه عدد سوراخ در حالت های مختلف سایز قطر در اعداد رینولدز بین 2×104 تا 4×104 با استفاده از مدل توربولانسی k-? rng نمایش داده شده است. متغییر های جریان در ورودی یکنواخت و شرط مرزی کاملا توسعه یافته خیلی پایین دست جریان در نظر گرفته شده است، همچنین شرایط مرزی برای اطراف و بالای محیط متقارن در نظر گرفته شده است. دمای جریان آزاد 25c° و دمای پایه پره به طور ثابت 70c° و بقیه سطوح به عنوان دیواره های جامد با شرط عدم لغزش در نظر گرفته شده است. عملکرد های حرارتی و راندمان پره ها مانند ضریب اصطکاک پره مشبک و ساده اندازه گیری و با یکدیگر مقایسه شده است. عملکرد بالای پره مشبک در نتایج مشاهده شده است و راندمان پره ها با افزایش تعداد سوراخ ها افزایش می یابد، همچنین کاهش وزن پره ها و اشغال حجم کمتر یکی دیگر از مشخصه های این ساختار جدید پره ها می باشد.

بهبود انتقال حرارت در لوله های گیرنده کلکتورهای خورشیدی سهموی خطی به منظور افزایش دمای سیال خروجی از لوله مسئله ای حائز اهمیت است. این امر موجب کاهش طول لوله گیرنده کلکتور خورشیدی سهموی خطی شده وبه تبع آن هزینه ساخت و همچنین اتلاف حرارتی کاهش می یابد. در این بررسی عددی، با استفاده از حل معادلات انرژی و ناویراستوکس به صورت سه بعدی و تقریب بوزینسک برای سیالات کاری مختلف، از قبیل روغن بهران و روغن ترمینول وی پی 1 در جریان تراکم ناپذیر پایدار، تاثیر قرار دادن صفحات c شکل با قطرهای مختلف در درون لوله های گیرنده مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین تاثیر قرار دادن استوانه های دوسر بسته با قطر های مختلف در درون لوله های گیرنده، در سرعت های متفاوت سیال کاری مطالعه شده است. شایان ذکر است که تاثیر خارج از محور قرا گرفتن صفحات c شکل و لوله های استوانه ای بسته نیز مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی ازآن است که تعبیه صفحات c شکل با قطرهای کوچک، ولوله های استوانه ای بسته با قطرهای بزرگ در دبی های مختلف در درون لوله گیرنده موجب افزایش ضریب انتقال حرارت، نسبت به حالت عدم وجود آن میگردد. در این بررسی همچنین میزان افت فشار در تمامی حالات تعیین شده است. با افزودن صفحات c شکل میزان افت فشار حداکثر دو برابر لوله معمولی بوده و این مقدار با جایگزین کردن استوانه های دوسر بسته غیر هم محور با قطر بزرگ در درون لوله گیرنده، به پنج برابر افزایش می یابد.

در بسیاری از مسایل مهندسی رخداد پدیده جوشش قابل پیش بینی می باشد، به عنوان مثال در سیکل های بسته توان و تبرید، تبخیر کننده های صنعتی، جوشآورهای برج های تقطیر و بسیاری موارد دیگر پدیده جوشش نقش اساسی ایفا می نماید، که یکی از این موارد رآکتورهای اتمی می باشند. طراحی صحیح و مناسب این سیستم ها ایجاب می کند تا فرآیند جوشش به خوبی شناخته شود. در چند سال اخیر توجه ویژهای به افزایش چگالی توان رآکتورهای اتمی به منظور بهبود جذابیت اقتصادی آنها صورت گرفته است. یکی از این روش ها همراه کردن آب خنک کننده با نانوذرات است تا به یک مایع با قابلیت برتر در حذف گرما دست یافته که به نوبه خود باعث کارکرد رآکتور در نرخ تولید توان بسیار بالا می باشد. در سال های اخیر مطالعات زیادی بر روی مشخصه های انتقال حرارت در نانوسیالات با هدف ارزیابی، کاربرد و مزایای آنها در سیستم های قدرت هسته ای به طور مثال در خنک کننده اولیه، در سیستم های ایمنی، در راهکارهای کاهش حوادث وخیم انجام شده است. شایان ذکر است که در این بین مطالعه فرآیند جوشش کمتر مورد توجه بوده است. به همین منظور در پژوهش حاضر، ابتدا پدیده جوشش آب و سپس نانوسیالات با درصدهای حجمی کمتر از 1 (حدود کاربرد در رآکتورهای هسته ای) که به طور آزمایشگاهی توسط جراردی بر روی هندسه ای مشخص مطالعه شده، شبیه سازی گردید. بعد از اعتبارسنجی نتایج شامل پارامترهای حباب و نمودار جوشش، توانایی توسط نرم افزار cfx افزایش مقدار شار حرارتی بحرانی جوشش توسط نانوسیالات جهت کارکرد رآکتور در نرخ تولید توان بسیار بالا، ارائه شد. سپس هندسه نمونه ای از قلب رآکتور اتمی توسط جوشش هسته ای با آب و نانوسیال خنک سازی شده و توانایی انتقال حرارت از سطح میله های سوختی توسط نانوسیالات با مکانیسم جوشش هسته ای بدون به کارگیری پمپ در چرخه انتقال توان ارزیابی گردید.

نا کارآمدی سیستم های مدیریت بحران در ایران و عدم هماهنگی نهادهای مسئول در این زمینه در زلزله های اخیر بر هیچکس پوشیده نیست .از سوی دیگر شواهد متعددی دال بر امکان وقوع زلزله ای مهیب در تهران روز به روز پررنگ تر میشود.این امر نیاز اساسی و فوری به سیستم توانمند مدیریت بحران را به وضوح نشان می دهد .سوال اساسی که در این بین مطرح است چگونگی مواجهه با ابعاد وسیع و ناشناخته ی،این پدیده رعب انگیز و مخرب است وهمچنین نگرانی گسترده ای از عدم وجود توانمندی سیستم مدیریت فعلی احساس میشود.سیستمی که در مدیریت پی آمد های زلزله 6/5ریشتری در چند روستا ناتوان بوده است ،آیا میتواند بحران زلزله بیش از 5/7ریشتری در کلانشهر ده میلیون نفری تهران را مدیریت کند.در جستجوی راه حلی برای این مشکل ،این پژوهش تلاش دارد با مطالعه تاریخچه ،ابعاد،مفاهیم و عواقب بروز بحران، به کنکاش در تبعات زلزله و راههای کاهش مخاطرات ناشی ازآن در تهران بپردازد.دراین راستا با تحلیل سیستم های مدیریت بحران تلاش شده است به ارائه یک راهکارهای مدیریتی و تکیه بر نقش آگاهی افراد جامعه در مدیریت بحران به تبیین نقش آموزش قبل از بحران پرداخته شود. همچنین دلایل اهمیت مشارکت جامعه در کنترل آثار مخرب زلزله احتمالی در تهران تشریح شود .ازتجزیه وتحلیل سیستم های مدیریتی در ایران و جهان و آگاهی از نقاط قوت و ضعف آنها ،پژوهش پیش روی، سیستم مدیریت محله محور را به عنوان روشی برای مدیریت بحرانها ،با تکیه بر نقش ساکنین شهرها ارائه میدهد .همچنین در جهت مرکزیت بخشیدن به برنامه های آموزشی ترویجی و نیز مرکزیت ستادهای مدیریت بحران ، احداث مراکزی تحت عنوان مراکزچند منظوره آموزش،پیشگیری و مدیریت بحران،با قابلیت های متنوع برای جذب مخاطب را به عنوان فضای جمعی ومرکز تعامل محلات زیر نظر مدیریت محلی و کلان بحران پیشنهاد می دهد.

در این مطالعه تغییر فرم لوله ی گیرنده ی کلکتور سهموی خطی ناشی از توزیع سه بعدی تابش خورشید که به روش ردیابی اشعه محاسبه شده، به روش عددی بررسی می شود. ابتدا توزیع دمای سه بعدی و انبساط سه بعدی لوله ناشی از تابش غیر یکنواخت خورشید روی لوله برای حالات مختلف محاسبه و سپس معادلات حاکم ترمو الاستیک به صورت سه بعدی و برای حالت ایستا، به روش عددی المان محدود و با شرایط مرزی مناسب حل شده و تنش حرارتی و کرنش برای دو نوع کلکتور معین شده است. نوع اول کلکتور ساخته شده در نیروگاه خورشیدی شیراز با ضریب تمرکز هندسی 46/15 و نوع دوم کلکتور بزرگ طراحی شده با ضریب تمرکز هندسی 36/29 برای ساخت در نیروگاه خورشیدی شیراز است. نتایج مربوط به توزیع تابش جذب شده روی سطح لوله ی گیرنده و لوله ی محافظ شیشه ای برای چهار روز از سال و ساعت ظهر خورشیدی برای هردو کلکتور ارائه گردیده است. همچنین توزیع دما ی لوله در حالات مختلف و انبساط حرارتی برای شرایط طراحی در نمودارهای مختلف مقایسه شده و صحت محاسبات عددی برای حالات خاص با محاسبات دیگران مقایسه شده است. نتایج نشان دهنده ی وابستگی زیاد تغییر شکل لوله به ضریب همرفتی داخل لوله و شدت غیریکنواختی تابش خورشید است. از آنجا که راندمان اپتیکی کلکتور تابع مستقیمی از ضریب برخورد است در ادامه تاثیر جابجایی لوله ی گیرنده و خروج آن از کانون در ضریب برخورد کلکتور و راندمان اپتیکی آن با کمک روش ردیابی اشعه بررسی شده و مورد تحلیل قرار گرفته است.

در این مطالعه، یک پیل سوختی اکسید جامد صفحه ای با عملکرد دائم، در حالت سه-بعدی شبیه سازی عددی شده است. معادلات انتقال جرم، انرژی و انتقال بار الکتریکی به روش حجم محدود تفکیک سازی شده و برای حل معادلات حاصل، برنامه ای به زبان فرترن نوشته شده است. در این مطالعه عبارات جابجایی و نفوذی به ترتیب به روش قانون توانی و روش تفاضل مرکزی تفکیک سازی شده اند. مخلوط گازی با %97 مولی هیدروژن و %3 مولی بخار آب به کانال آند و هوا به کانال کاتد پیل سوختی وارد می شود. به منظور مدل سازی واکنش های الکتروشیمیایی رابطه نیمه تجربی باتلر- فلمر در لایه های کاتالیست به کار رفته است. اثر این واکنش ها در عبارات منبع معادلات انرژی، انتقال گونه ها و انتقال بار الکتریکی لحاظ شده است. در این مطالعه، نمودار پلاریزاسیون برای شرایطی خاص (حالت مبنا) محاسبه شده است و با داده های تجربی ارائه شده از یک پیل سوختی اکسید جامد دکمه ای، به منظور اعتبار سنجی مدل سازی، مقایسه شده است. بعد از اعتبارسنجی، توزیع پارامترهای جریان، دما، گونه های شیمیایی، ولتاژهای الکتریکی و چگالی جریان الکتریکی، در یکی از ولتاژهای کاری پیل سوختی در حالت مبنا، محاسبه و بررسی شده است. سپس نمودارهای پلاریزاسیون در شرایط کاری مختلف به دست آمده اند و اثر هر یک از پارامترهای موثر بر عملکرد پیل سوختی مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج حاکی است که افزایش فشار کاری اثری مشابه با افزایش دبی ورودی در نمودار پلاریزاسیون دارد و چگالی جریان حدی را بهبود می-دهد درحالی که اثر افزایش دما متفاوت بوده و چگالی جریان حدی را کاهش می دهد.

در این پژوهش میعان طبیعی رطوبت هوا روی لوله پره دار فشرده افقی به صورت تجربی بررسی شده است. لوله پره دار از نوع اکسترودد بوده و پره ها حلقوی با سطح مقطع مستطیلی می باشند. قطر خارجی لوله مرکزی، قطر پره و ضخامت پره به ترتیب برابر با 4/25، 0/56 و 4/0 میلی متر بوده و تراکم پره روی لوله نیز 433 پره در هر متر می باشد. لوله پره دار برای انجام آزمایش های میعان طبیعی داخل اتاق کنترل خاصی قرار گرفته است. برای بررسی تأثیر عوامل مختلف روی فرآیند میعان طبیعی، دما و رطوبت نسبی هوای اتاق به ترتیب بین 25 تا 35 درجه سانتی گراد و 40 تا 70 درصد تغییر داده شده است. همچنین دمای پایه پره نیز بین 4 تا 8 درجه سانتی گراد تغییر کرده است. مشاهدات نشان می دهد که میعان رطوبت هوا روی لوله پره دار مورد مطالعه کاملاً به صورت قطره ای بوده و به دلیل فاصله کم بین پره ها (2 میلی متر) فرآیند شکل گیری، رشد و حرکت قطرات محدود به نوک و ناحیه کوچکی از سطوح جانبی پره ها می شود. همچنین نتایج نشان می دهد که نرخ میعان و انتقال گرما تابعی از رطوبت نسبی هوا و اختلاف دما بین پایه پره و هوای محیط بوده و با افزایش رطوبت نسبی و دمای هوای محیط و کاهش دمای پایه پره این دو نرخ افزایش می یابند. در این مطالعه روابطی تجربی و مدلی نیمه تحلیلی برای پیش بینی نرخ میعان و انتقال گرما در حالت پایا برای فرآیند میعان طبیعی رطوبت هوا روی لوله پره دار فشرده بر اساس نتایج آزمایشگاهی ارائه شده است.

در صنایع تبرید و تهویه مطبوع به طور عمده مبدل های لوله و پره به عنوان اواپراتور مورد استفاده واقع می شوند. روی سطح این مبدل ها بدلیل دمای پایین، در بسیاری از موارد برفک تشکیل می شود. برفک تشکیل شده بر روی پره ها عملکرد سیستم را تحت تأثیر قرار می دهد و باعث کاهش انتقال حرارت بین سیستم و محیط اطراف می شود. جهت طراحی چنین سیستم هایی از نظر برفک زدایی و افزایش انتقال حرارت نیاز به دانستن جزییات روند تشکیل برفک بر روی چنین مبدل هایی می باشد. مروری بر کارهای گذشته نشان می دهد که کار های بسیار اندکی بر روی چنین مبدل هایی در جریان جابجایی طبیعی صورت گرفته است. بنابراین در این پژوهش سعی شده است به صورت تجربی عملکرد یک نوع از مبدل های لوله وپره صفحه ای در شرایط مختلف محیطی و همچنین دمای مبرد مورد بررسی قرارگیرد. برای انجام آزمایشات از اتاق کنترل مخصوصی که می تواند شرایط دلخواه را تامین نماید، استفاده شده است. با بهره گیری از تجهیزات سرمایش، گرمایش و رطوبت زنی، شرایط کنترل شده مانند رطوبت نسبی محیط بین 50% تا 70%، دمای هوای محیط بین °c 20 تا °c30 و دمای متوسط مبرد بین °c20- تا °c10- تغییر داده شده است. در هر موردیک متغیر هنگامی که سایرمتغیر ها ثابت بوده تغییر داده شده و اثرات آن مطالعه و بررسی شده است. نتایج شامل نحوه ی رشد برفک، تغییرات ضخامت برفک و تاثیر آن روی میزان انتقال حرارت بین مبدل و محیط اطراف می باشد. ضخامت لایه ی برفک به واسطه ی تغییرات ضخامت لایه های مرزی سرعت، گرما و غلظت متغیر است. با افزایش رطوبت نسبی و کاهش دمای مبرد، ضخامت لایه ی برفک افزایش می یابد اما با افزایش دمای محیط، تادمای حدود زیر 30 درجه سانتی گراد رشد برفک افزایش و در دماهای بالاتر، عدم رشد ضخامت لایه ی برفک مشاهده شده است. همچنین ضخامت لایه ی برفک در قسمت های بالای مبدل بیشتر از پایین آن است. نرخ انتقال حرارت در ابتدای آزمایش افزایش و سپس کاهش یافته تا به مقدار تقریبا ثابتی می رسد. با افزایش هر کدام از شرایط محیطی نرخ انتقال حرارت نیز افزایش می یابد. بر اساس داده های آزمایش رابطه های تجربی بدون بعد برای تغییرات ضخامت لایه ی برفک و نرخ انتقال حرارت بر اساس داده های تجربی ارائه گردیده است. مدل سازی انتقال جرم با استفاده از روش تشابه با انتقال حرارت با فرض شرایط فوق اشباع بر روی لایه ی برفک صورت گرفته است و نتایج حاصل از مدل سازی انطباق خوبی با داده های تجربی از نظر رشد برفک با زمان دارد.

استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان یکی از منابع تجدیدپذیر انرژی در سال های اخیر بطور گسترده ای مورد توجه قرار گرفته است. در یکی از پرکاربردترین روش ها، این انرژی ابتدا به انرژی حرارتی تبدیل و سپس مورد استفاده قرار می گیرد. سطوح جذب کننده تابش خورشیدی از جمله مهم ترین بخش ها در سامانه هایی هستند که به این روش عمل می کنند. دریافت کننده های حجمی خورشیدی سطوحی نوظهور هستند که قادر به جذب بیشتر انرژی خورشیدی و تلفات کمتر انرژی جذب شده می باشند. وجود ساختاری متخلخل در این نوع مواد سبب شده است تا تابش خورشیدی به جای سطح در عمق آنها نفوذ کرده و جذب شود. برخی از مطالعات نشان دهنده پتانسیل استفاده از آلومینای آندیک متخلخل به عنوان اینچنین موادی است. به نظر می رسد خصوصیات ساختاری این مواد بر ضریب جذب آنها تاثیر گذار باشد .در تحقیق حاضر برخی از خصوصیات هندسی آلومینای آندیک متخلخل از قبیل ضخامت لایه، قطر حفرات، درصد سطح حفرات و اعوجاج آنها بر طیف جذب در محدوده تابش خورشیدی مورد بررسی قرار گرفته است. هر کدام از پارامترهای بیان شده بصورت جداگانه با تنظیم شرایط آندش تغییر کرده و طیف جذب لایه آلومینای حاصل بوسیله آنالیز اسپکتروفوتومتری مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که ضریب جذب با افزایش ضخامت، افزایش یافته است. همچنین افزایش قطر حفرات سبب انتقال طیف جذب به سمت راست گشته است. مطالعات حاکی از آن است که درصد بهینه ای از سطح حفرات وجود دارد که در آن ضریب جذب بیشینه می باشد. سرانجام اعوجاج حفرات سبب جذب بیشتر پرتوهای ورودی به آنها گشته است.

یکی از سیستم های گرم کننده ساختمان سیستم های گرمایش از کف می باشد که عملکرد این سیستم عمدتا بر جابجایی و تابش استوار است . گرادیان دما و نیروی شناوری هم جهت می باشند بنابراین فرایند گرمایش به کمک جابجایی راحت تر انجام می شود . امکان ایجاد شرایط آسایش حرارتی مطلوب به همراه مصرف بهینه انرژی باعث شده که سیستم گرمایش از کف امروزه بیش از سایر روش ها مورد توجه قرار گیرد .دو هدف عمده در این روش، توزیع یکنواخت دما در کف با حداقل افت فشار در مسیر جریان داخل لوله های نصب شده می باشد. یکی از راههای کارآمد بهینه سازی در شبکه های شاخه ای روش ساختاری می باشد. ایده اولیه روش ساختاری از پدیده های طبیعی گرفته شده است ، که همه آنها دارای نظم ساختاری ویژه ای می باشند.

روش sph یکی از پرکاربردترین روشهای عددی بدون شبکه در مدلسازی های دینامیک سیالات محاسباتی می باشد که به سادگی میتواند جریانهای دارای سطح آزاد را مدل کند. با توجه به اهمیت کشش سطحی در اکثر کاربردهای مهندسی و قابلیت روش sph در مدلسازی سطح آزاد، در این پژوهش یک روش جدید تک فازی اعمال کشش سطحی معرفی شده است. بر خلاف مدلسازیهای زمانبر چند فازی، در این روش نیازی به در نظر گرفتن فاز سبکتر نیست، که در نتیجه سبب کاهش بسزای زمان حل میشود. برای بدست آوردن خصوصیات سطح، همانند بردار عمود بر سطح و انحنای سطح که در محاسبهی نیروی کشش سطحی مورد نیاز اند، از ذرات مجازی در کنار سطح آزاد استفاده شده است. همچنین به منظور کاهش هرچه بیشتر خطاهای ناشی از ناقص شدن دامنه‎ی موثر، از چند تصحیح تابع کرنل استفاده شده است. این روش برای مدلسازی چند مساله ی معیار کشش سطحی مانند تغییر شکل و نوسانات یک قطره مربعی، برخورد هم‎راستا و غیر هم‎راستای دو قطره دایروی و برخورد قطره با یک حوضچه به کار رفته است و نتایج آنها با نتایج حاصل از حل تحلیلی معادله لاپلاس برای فشار، نتایج تجربی و روش مبتنی بر شبکه ی حجم سیال مقایسه شده اند و تطابق خوبی میان این روشها مشاهده شده است. همچنین نشان داده شده است که روش پیشنهاد شده، در مدلسازی دینامیک قطره حدود 20 برابر سریع تر از روش مبتنی بر شبکه ی حجم سیال می‎باشد.

هرچند امروزه استفاده از باتری های یون لیتیوم برای مصارف پایین انرژی مانند تلفن های همراه، لپ تاب و دوربین-های عکاسی و فیلمبرداری بسیار متداول است اما یکی از مشکلات عمده بر سر راه استفاده ی تجاری از آنها برای مصارف بالای انرژی مانند خودرو های الکتریکی، مشکلات گرمایی مربوط به این باتری هاست. در این رساله یک مجموعه باتری، مشابه نمونه های تجاری مورد استفاده در خودرو های الکتریکی با استفاده از معادلات اساسی انتقال حرارت و مومنتم مورد بررسی قرار گرفته است. با مدلسازی پدیده ی انتقال حرارت موجود در این باتری ها و استفاده از یک شبکه ی توزیع مناسب برای سیال خنک کننده، راهکاری در جهت کنترل دما ی باتری ها در یک بازه ی مناسب ارائه شده است. عملکرد ده آرایش جریان مختلف در کنترل دمای مجموعه باتری مورد مقایسه قرار گرفته و در نهایت کنترل پذیری آرایش جریان هایی که بهترین عملکرد از نقطه نظر حرارتی را داشته اند بررسی گردیده است. نتایج نشان می دهند که آرایش جریانی با یک ورودی و یک خروجی هم از نظر توانایی کنترل حداکثر دما و انحراف معیار دما در محدوده ی مورد نظر و هم از نظر توان مورد نیاز برای جابجایی سیال در داخل مجموعه می-تواند انتخاب مناسبی برای استفاده تجاری باشد.

در این پژوهش، ساختار استاتیکی و دینامیکی قطره دوفازی با در نظر گرفتن دیدگاه لاگرانژی و استفاده از الگوریتم جدیدی در روش هیدرودینامیک هموار ذرات(sph) برای مسائل مختلف مدل¬سازی شده است. از آنجا که دقت در محاسبه فشار در مسائل مورد بررسی قابل¬توجه نمی¬باشد، از معادله شبه- تراکم با توجه به الگوریتم wcsph استفاده شده است. به منظور اعمال کشش سطحی، از نیروی پیوسته سطح با توجه به مزیت¬های به¬کارگیری نیروهای ماکروسکوپی نسبت به نیروهای میکروسکوپی، استفاده شده است. برای مدل-سازی زاویه تماس قطره استاتیک، برخلاف مطالعات دیگر که زاویه تماس موردنظر در بردار نرمال گذارده می¬شود، از الگوریتم¬های جدیدی شامل بهبود تابع رنگ ذرات مرزی و همچنین نیروی مماسی وارده در نقاط سه¬گانه استفاده شده است. این روش سبب بهبود مدل¬سازی ساختار فیزیکی قطره می¬شود. در مسائل دینامیک قطره مانند حرکت قطره بر روی سطح شیبدار، مشاهده شد که استفاده از الگوریتم¬های به کارگرفته شده موثر بوده که سبب کاهش تعداد معادلات پیچیده و در نتیجه کاهش زمان محاسبات می-شود. نتایج حاصل از مدل¬سازی استاتیک و دینامیک قطره با توجه به الگوریتم¬های ارائه شده نشان می¬دهد که الگوریتم¬های استفاده شده، در انطباق خوبی با مطالعات بررسی شده دارند. در این راستا مسائل مختلفی شامل تشکیل قطره در محیط بدون گرانش، برخورد قطرات در محیط بدون گرانش، تشکیل قطره استاتیک بر روی سطح جامد با زاویای تماس مختلف، بررسی حرکت قطره بر روی سطح شیبدار و برخورد قطرات بر روی سطح شیبدار با توجه به الگوریتم ارائه شده در روش sph بررسی و مورد تحلیل قرار گرفته است.

مدلسازی کامپیوتری به عنوان یکی از ابزارهای مهم در زمینه طراحی و پیش بینی عملکرد نیروگاه ها شناخته می شود. با استفاده از مدلسازی می توان، بدون نیاز به صرف هزینه های قابل توجه، مدل مناسب را ساخت و به صورت آزمایشی در محیط مجازی نرم افزار، اثر عوامل مختلف و عوامل محیطی را بر عملکرد مجموعه بررسی کرد. در پژوهش حاضر، یک نیروگاه سیکل ترکیبی خورشیدی، مجهز به سیستم خنک کاری هوای ورودی به سیکل توربین گاز با استفاده از نرم افزار ترموفلو شبیه سازی شده است. نیروگاه سیکل ترکیبی خورشیدی مورد مطالعه که در محل جغرافیایی شهر یزد واقع شده، شامل یک میدان خورشیدی با کلکتورهای سهموی شکل بوده که از طریق بویلر بازیاب حرارت، به بخش بخار یک نیروگاه سیکل ترکیبی متصل می شود. اگرچه نیروگاه ترکیبی خورشیدی، امروزه یک تکنولوژی نسبتاً شناخته شده است، اما بیشتر پژوهش های صورت گرفته، عمدتاً بر عملکرد سیکل نیروگاه، در شرایط نقطه طراحی متمرکز بوده، حال آنکه در پژوهش حاضر، آنالیز عملکرد یک سیکل ترکیبی خورشیدی در خارج از شرایط طراحی مد نظر بوده است. نتایج حاصل از شبیه سازی سیکل، در ساعات مختلف روز طراحی و همچنین در دوازده ماه سال ارائه شده، به گونه ای که محاسبات، در دو حالت "افزایش توان" (مصرف سوخت ثابت) و "صرفه جویی در سوخت" (توان خروجی ثابت) صورت گرفته است. تاثیر روشن بودن مشعل کمکی در بویلر بازیاب حرارت و میزان مصرف سوخت آن نیز، به عنوان عاملی تاثیرگذار در تولید توان خروجی لحاظ شده است. علاوه بر این، به منظور افزایش توان سیکل و بهبود عملکرد آن، یک سیستم خنک کاری هوای ورودی به توربین گاز، پیش بینی شده که مراحل طراحی و نحوه انتخاب پارامترهای اصلی سیستم به تفصیل شرح داده شده است. همچنین معیار تعیین ظرفیت سیستم خنک کاری، نحوه انتخاب دمای هوای محیط برای روز طراحی و عملکرد سیستم خنک کاری در خارج از شرایط طراحی نیز ارائه گردیده است. در نهایت دو سیکل ترکیبی خورشیدی اولیه و سیکل مجهز به سیستم خنک کاری از نظر اقتصادی و زیست محیطی با یکدیگر مقایسه شده اند.

در این پژوهش، افزایش عملکرد لوله گیرنده کلکتور سهموی خطی خورشیدی با جریان نانوسیال روغن انتقال حرارت-نانولوله کربنی همراه نوار پیچشی در ابعاد آزمایشگاهی به صورت تجربی و عددی در حالت جریان غیر دائم مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشات با استفاده از یک کلکتور پژوهشی که مجهز به کلیه تجهیزات ابزار دقیق اندازه‏گیری است و در دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه شیراز قرار دارد انجام شده است. لوله گیرنده این کلکتور دارای قطر داخلی و خارجی 17 و 21 میلی‏متر و طول 86 سانتی‏متر می‏باشد که با لوله‏ای شیشه‏ای با قطر داخلی و خارجی 66 و 70 میلی‏متر احاطه شده است و فضای بین این دو لوله را خلاء فرا گرفته است. این لوله در کانون آینه سهموی خطی با نسبت تمرکز 6/17 و فاصله کانونی 78 سانتی‏متر قرار گرفته است. روغن انتقال حرارت بهران، به عنوان سیال انتقال حرارت مورد استفاده قرار می‏گیرد و نرخ دبی روغن از 11 تا 18 لیتر بر دقیقه متغیر می‏باشد. برای چنین نرخ جریان، هر دو جریان آرام و آشفته برای مطالعات انتقال حرارتی مشاهده گردید. نانوسیال با غلظت‏‏های 05/0، 1/0 و 2/0 درصد وزنی و نوارهای پیچشی با نسبت پیچش‏های 33/3، 33/5 و 66/6 در لوله گیرنده مورد آزمایش قرار گرفته‏اند. خصوصیات سیال پایه و نانوسیال‏ها از قبیل لزجت و ضریب هدایت حرارتی با دستگاه‏های دقیق اندازه‏گیری شده‏ و این داده‏ها به منظور محاسبات انتقال حرارت مورد محاسبه قرار گرفته‏اند. اندازه‏گیری‏ها نشان می‏دهد که لزجت و ضریب هدایت حرارتی برای نانوسیال‏ها نسبت به سیال پایه بیشتر است، هم‏چنین راندمان لحظه‏ای کلکتور با افزایش غلظت نانوسیال به شکل چشم‏گیری افزایش می‏یابد و بیشترین مقدار افزایش در درصد وزنی 2/0 و برابر با 11/72 % می‏باشد. این نتایج با کاهش نسبت پیچش نوارهای داخل لوله نیز هم‏خوانی داشته و افزایش را نشان می‏دهد و همراه با نسبت پیچش33/3 برابر با 71/133 % می‏رسد. محاسبات عددی با استفاده از کد فرترن برای حل معادلات انرژی برای هنگامی‏که سیال با دمای معلوم وارد لوله می‏شود با شبکه‏بندی مناسب انجام شده است. اندازه‏گیری‏های تجربی و حل عددی مسئله نشان می‏دهد که بهره‏گیری از نوار پیچشی و یا ذرات نانو به طور قابل ملاحظه‏ای عملکرد لوله گیرنده کلکتور سهموی را افزایش می‏دهد.

مطالعه حرکت ذرات معلق در بسیاری از زمینه ها شامل تنفس، هدایت دارو، صنایع تولید کاغذ، صنایع غذایی و صنایع پتروشمی حائز اهمیت است. مثلا در طی فرآیند تنفس ذرات معلق با نسبت منظری بالا (فیبرها) با جریان سیال همراه شده و می توانند تا نواحی پایینی سیستم تنفسی و شش ها نفوذ کنند. نشست این فیبرها در سیستم تنفسی برای سلامتی انسان مضر است و احتمال بروز سرطان شش را افزایش می دهد. از سوی دیگر هم جهت شدن ذرات فیبری با میدان جریان می تواند در فرآیند انتقال دارو به کمک حامل های دارویی به نقاط خاص بدن مفید باشد. در صنایع تولید کاغذ هر کاغذ از مجموعه ای از فیبرها تشکیل شده و کیفیت نهایی هر برگ کاغذ تابع جهت گیری فیبرها می باشد.

در این پژوهش میزان انتقال حرارت جابجایی اجباری نانوسیال آب-اکسیدآلومینیوم درون مجرای بین لوله های هم محور در حالت توسعه یافته به صورت آزمایشگاهی بررسی می شود. در این آزمایش ها شرط مرزی شارثابت برروی لوله خارجی و آدیاباتیک برروی لوله داخلی اعمال می شود. برای ایجاد شرط مرزی شارثابت از المنت های حرارتی که به طور یکنواخت به دور لوله ی خارجی پیچیده می شود استفاده می کنیم.افت فشار را نیز با اندازه گیری فشار ورودی و فشار خروجی به قسمت مورد نظر بدست می آوریم.

در این پایان نامه، به امکان سنجی استفاده از آب های زیرزمینی در جهت سرمایش فضای گلخانه ها در مناطق گرم و مرطوب پرداخته خواهد شد

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

نیروگاه خورشیدی شیراز اولین نیروگاه در نوع خود است که با استفاده از کلکتورهای شلجمی خطی به ظرفیت 250 کیلووات در ایران طراحی شده است . شبیه سازی سیکل فوق در حالت ناپایدار، این امکان را می دهد که عملکرد قسمتهای مختلف سیکل از جهت جذب انرژی خورشید، تولید بخار و نهایتا عملکرد کل سیکل بطور زمانمند بررسی شود. در چنین وضعیتی کارائی قسمتهای مختلف نسبت به تغییرات جوی و برای فصول مختلف بررسی می گردد و تاثیر تغییرات ناگهانی بعضی از پارامترها مثل وزش باد شدید و وجود ابر و غیره در سیکل قابل ملاحظه خواهد بود. با در دست داشتن نتایج فوق می توان مشکلات مختلفی را که در حین کار ممکن است صورت گیرد پیش بینی نمود و قبل از ساخت کامنل، سیکل تولید برق را تحلیل و در جهت برطرف کردن آنها اقدامات لازم را بعمل آورد. برای شبیه سازی سیکل برنامع محاسباتی نوشته شده که در آن قسمتهای مختلف سیکل روغن (لوله های ارتباطی، مزرعه کلکتور، و مخزن ذخیره گرما) در حالت گذرا معادل سازی شده اند. قسمتهای مختلف توسط برنامه کنترلی نوشته شده برای سیکل روغن موجود در مدار به یکدیگر ارتباط داده شده اند و شرایط مرزی حاکم در هر قسمت با توجه به تغییرات آنها نسبت به زمان مشخص و در برنامه منظور گردیده است . در این برنامه می توان برای شرایط مختلف (روزهای مختلف ، شرایط جوی، وجود ابر، وزش بادهای شدید و...) دمای روغن خروجی از مزرعه کلکتور، زمان شروع تولید بخار، دما و دبی بخار خروجی از مجموعه مبدلها، زمان شروع شارژ مخزن، مدت زمانی که طول می کشد تا مخزن شارژ کامل گردد، مقدار انرژی جذب شده توسط مزرعه کلکتور، مقدار اتلافات حرارت در خطوط ارتباطی و افت دمای حاصله، راندمان سیکل روغن و بسیاری از پارامترهای دیگر مشخص و تغییرات آنها را نسبت به زمان ارائه نمود. با اجرای برنامه جدید مشکلاتی در عملکرد سیکل با توجه فلسفه کنترل انتخاب شده در شبیه سازی در حالت پایدار مشاهده شد. برای رفع این محدودیتها تغییراتی در فلیفه کنترل قبلی داده شده تا سیکل بتواند در حالت مطلوبی کار نماید. پس از مشخص شدن فلیفه کنترل جدید در این پژوهش برنامه برای روزهای متوسط هر ماه با فواصل زمانی 5 دقیقه حل گردیده ونتایج حاصل ازآن بصورت نمودارهائی از عملکرد سیکل، مقدار گرمای جذب شده، مقدار بخار تولید شده با توجه به ساعات مختلف روز تعیین و ارائه شده است . همچنین عملکرد سیکل ناشی از وجود ابر در چند فاصله زمانی در چند روز مختلف سال مشخص و نتایج حاصله ار حل در جدولهایی برای روزهای متوسط هر ماه ارائه گردیده است . در انتها مقدار بخار تولیدی برای روزهای متوسط هر ماه از سال با توجه به مدل تشعشع هاتل و همچنین مدل دانشیار محاسبه و با آنالیز پایدار مقایسه شده است . نتایج نشان می دهد که مدت زمان و دبی تولید بخار کمتر از آنچه که قبلا پیش بینی شده بود می باشد که بیشتر به علت عملی تر شدن فلسفه کنترل می باشد. همچنین نتایجی که با استفاده از مدل هاتل بدست آمده نشان میدهد که در روز 135 سال میلادی نیروگاه دارای ماگزیمم و راندمان روزانه کلکتور 59 درصد و ماگزیمم راندمان سیکل روغن 51 درصد در طول روز می باشد و همچنین در روز 344 سال میلادی دارای مینیمم راندمان روزانه کلکتور 21 درصد و حداقل راندمان روزانه سیکل روغن 6 درصد در روز می باشد.

آب و چرخش آن در طبیعت جزئی از نظام اکوسیستم است و هر گونه رفتار با آن باید براساس اصول اکولوژی حاکم بر منططقه صورت پذیرد. دریاچه ها و مخازن آب طبیعی و مصنوعی از جمله محیطهای هستند که در تامین آب مصرفی جهت کشاورزی، شرب و ... دارای اهمیت بسیاری می باشند. اهمیت این منابع از آن جهت که محل زیست انواع موجودات گیاهی و حیوانی هستند و بعنوان منابع غذایی نیز محسوب می گردند بیشتر می شود. پیش بینی وضعیت این منابع برای آینده با داشتن اطلاعات کافی در رابطه با شرایط جوی و درونی دریاچه ها امکان پذیر است . یکی از خصوصیات بسیار تعیین کننده آب دریاچه ها، ساختار دمایی آنها و اثر شرایط جوی و محیطی از قبیل درجه حرارت محیط، رطوبت نسبی، سرعت باد، تابش خورشید و ... بر روی آن است . شایان ذکر است که در ارتباط با کیفیت آب است که ساختار دمایی و لایه بندی دما در دریاچه ها اهمیت پیدا می کند. در اغلب مخازن و دریاچه ها لایه بندی نتیجه موازنه گرمایی (heat balance) بین آب نگهداری شده در مخزن و سایر ورودی ها به مخزن می باشد. حرارتهای ورودی شامل تشعشع اتمسفری و خورشید، تبادل حرارتی بین آب و محیط و حرارت حاصل از جریانهای ورودی به مخزن است . حرارت آب دریاچه می تواند بوسیله تشعشع سطحی از آب ، تبخیر، هدایت گرما و همراه با دبی خروجی از آن خارج شود.

مطالعه جریان اطراف صفحات ضخیم با طول محدود از جهت کاربردهای متنوع و پیچیدگی حرکت سیال مورد توجه بسیاری طی دهه اخیر قرار گرفته است. در این پژوهش آزمایشات دیگری جهت توسعه دانش و ارائه ویژگیهای بیشتری از این جریان انجام شده است. برای این منظور صفحات ضخیم با طول محدود در جهت جریان و عرض زیاد عمود بر جریان در داخل تونل باد قرار داده شده و با استفاده از دستگاه سیم داغ اندازه گیری های متنوعی انجام شده است . ابتدا تونل باد مورد آزمایش برای داشتن جریان با شدت تلاطم کم بازبینی و آماده سازی شده است ، سپس دستگاه سیم داغ که قبلا دارای نواقصی بود بررسی و راه اندازی شده و پایه های جدیدی برای نصب سیستم حرکت دهنده شاخک ساخته و روی تونل باد نصب شده است. نتایج نشان می دهد که نسبت منظری و شدت درهمی جریان آزاد اثر قابل توجهی در طول ناحیه بازگشتی در اطراف صفحه دارد.

نیروگاه خورشیدی شیراز، اولین نیروگاه خورشیدی است که در ایران طراحی و ساخته می شود. هدف از ساخت این نیروگاه پایلوت دستیابی به تکنولوژی ساخت نیروگاههای خورشیدی سهموی است، تا نتایج بدست آمده از عملکرد آن گامی جهت دستیابی به فناوری تولید برق از انرژی خورشیدی باشد و در آینده ایران که دارای شرایط بسیار مطلوبی جهت بهره گیری از انرژی خورشیدی است به عنوان یکی از صادرکنندگان این تکنولوژی شمرده شود. ظرفیت تولید برق نیروگاه شیراز ‏‎250 kw‎‏ می باشد، که انرژی حرارتی مورد نیاز جهت تولدی برق را توسط خورشید و از طریق 48 کلکتور سهموی خورشیدی که در 8 ردیف 6 تایی نصب می شوند، تامین می کند. قبل از ساخت نیروگاه، بررسی عملکرد یک نمونه از کلکتوهای آن امری ضروری می باشد تا بتوان کارکرد آنرا در شرایط مختلف آب و هوایی ارزیابی و از نتایج آن در بهینه سازی ساخت مزرعه کلکتورها استفاده نمود. برای این منظور یک کلکتور سهموی خورشیدی ساخته شد تا ضمن بررسی کارایی آن در روزهای مختلف، تکنولوژی ساخت قسمتهای مختلف آن نیز مورد آزمایش قرار گیرد و نواقص اجرایی آن برطرف شود. همچنین با شبیه سازی کامپیوتری کلکتور ساخته شده، عملکرد آن در روزهای مختلف سال بررسی شده و در مواردی که ساخت دوباره تجهیزات متحمل صرف هزینه های گزاف می شود، بهبود کارایی آن با رفع نواقص، از طریق آنالیز کامپیوتری نشان داده شود. در نهایت با شبیه سازی حرارتی زمانمند سیکل مزرعه کلکتورهای نیروگاه خورشیدی، کارایی آن در روزهای مختلف سال با توجه به خصوصیات ساخت حالت بهینه شده ارزیابی شود. با توجه به مراتب فوق موضوعات ذیل مورد تحقیق قرار گرفته است. 1- ارزیابی عملکرد کلکتور نمونه ساخته شده در زمانهای مختلف2- تعیین خطاها و نواقص پدید آمده در هنگام ساخت3- کاهش خطاها و دستیابی به یک طرح بهینه عملی4- تعیین پارامترها و خوصا اپتیکی کلکتور از طریق آزمایش و یا برنامه کامپیوتری5- شبیه سازی زمانمند کارکرد کلکتور بصورت غیر پایدار با تغییر شرایط محیطی6- اعمال شرایط بهینه شده عملی و ارزیابی کارکرد کلکتور از طریق شبیه سازی کامپیوتری7- بررسی کارکرد مزرعه کلکتورها در فصول مختلف سال با شرایط متفاوتنتایج نشان می دهد که در حال حاضر کلکتور سهموی ساخته شده فاصله زیادی با طراحی دارد و خواص اپتیکی مواد در حد مطلوب نمی باشد. ساخت کلکتورها با مواد موجود، سبب عدم کارایی نیروگاه می شود. با توجه به امکانات موجود کشور بهبود خواص اپتیکی و دستیابی به حداقل ممکن که کارایی سیستم آنها میسر می باشد به شرح زیر است. 1- افزایش ضریب انعکاس آینه ها از 47/0 به 90/02- افزایش ضریب جذب لوله گیرنده از 74/0 به 90/03- افزایش ضریب دریافت انرژی از 70/0 به 90/04- افزایش ضریب عبور لوله شیشه ای از 82/0 به 90/05- کاهش ضریب صدور لوله گیرنده از 45/0 به 20/0با دستیابی به موارد فوق آنالیز شبیه سازی نشان می دهد که مزرعه کلکتورهای خورشیدی کارایی قابل قبولی در فصول مختلف سال دارد. البته برای دستیابی به کارایی بهتر و جلوگیری از نوسان دما در اواخر فصل پاییز و زمستان استفاده از مخزن ذخیره انرژی و دیگ بخار ‏‎(boiler)‎‏ کمکی لازم می باشد که این مهم در طراحی سیکل نیروگاه در نظر گرفته شده است.