در پروژه حاضر، یک تحقیق عددی به منظور مطالعه اثر نسبت سطح، عدد گراشف گرمایی و عدد اشمیت بر روی پدیده همرفت طبیعی انتقال گرما و جرم درون یک محفظه مستطیلی بسته با دیواره های جانبی نیمه فعال از نظر گرمایی، از سیالی که عمدتا هوا 71/0pr = ، در دو حالت، بخار آب با غلظت کمتر 63/0 sc= (حالت اول) و در حالت با غلظت بیشتر2 sc = (حالت دوم) انجام گرفته است. دیواره جانبی سمت چپ در دما و غلظت بالاتری نسبت به دیوار جانبی سمت راست قرار گرفته است. طول بخش فعال گرمایی دیواره های جانبی نصف ارتفاع محفظه میباشد. بالا و پایین محفظه و همچنین بخش های غیر فعال دیواره های جانبی از نظر گرمایی عایق و غیر قابل نفوذ جرم میباشد. نه موقعیت گرمایی مختلف از نقاط فعال درون محفظه میتوان تصور نمود. ضریب نفوذ سیال ثابت فرض شده است، اما چگالیسیال به طور خطیبا دما و غلظت تغییر میکند. وارونگی چگالیسیال تاثیر قابل توجهیبر همرفت طبیعی میگذارد. فرم بیبعد معادلات حاکم در پدیده همرفت طبیعی انتقال گرما و جرم برای جریان آرام غیر قابل تراکم دو بعدی به وسیله توابع ورتیسیتی، دما یا انرژی، غلظت و تابع جریان بیان شده است. درپروسه حل عددی، معادلات حاکم به روش تفاضل محدود حل شده است. معادلات انرژی و غلظت به روش ضمنیبا جهت متغیر (adi) و روش فوق تخفیف پی در پی (sor) برای حل معادله جریان به کار رفته است. نتایج برای موقعیت های گرمایی مختلف، اعداد گراشف گرمایی بین 103 gr =و 106 gr =، نسبت شناوری و نسبت سطح های مختلف ارائه شده است. واثرات آنها بر میدان های جریان، دما و غلظت و نرخ انتقال گرما و جرم از دیواره های محفظه بیان شده است. نرخ انتقال گرما و جرم در وضعیت گرمایی پایین - بالا بیشترین مقدار و در وضعیت بالا - پایین کمترین مقدار میباشد. مقدار انتقال گرما و جرم با افزایش نسبت سطح و همچنین افزایش عدد گراشف، افزایش مییابد.

به تازگی، مطالعه ی جریان و انتقال حرارت سیال نیوتنی درون فضای حلقوی شکل بین دو سیلندر توسط محققان فراوانی مورد بررسی قرار گرفته است که دلیل آن را می توان در کاربردهای وسیع آن در مسائلی از قبیل مبدل های حرارتی ، سیستم های خنک کننده وسایل الکتریکی، جمع کننده های خورشیدی، خنک سازی روتور توربین و نیز خنک سازی بیرینگ های گازی سرعت بالا دانست. در این رساله، جریان و انتقال حرارت جابه جایی توام اجباری و آزاد سیال نیوتنی در فضای حلقوی شکل بین دو سیلندر هم مرکز در حالت افقی و با طول بی نهایت که در دو دمای متفاوت نگهداشته شده اند، در حضور میدان مغناطیسی یکنواخت و با در نظر گرفتن اتلافات لزجتی سیال بررسی شده است. در این پژوهش، الگوریتم ماتریس سه قطری (tdma) به کار گرفته شده است تا بتوان به کمک آن، معادلات حاکم را با استفاده از شیوه ی حجم کنترل و با کمک الگوریتم simple به صورت عددی حل نمود. جریان اجباری به واسطه ی چرخش سیلندر سرد خارجی با سرعت زاویه ای ثابت حول محور مرکزی دو سیلندر پدید می آید. علاوه بر آن، در محاسبه ی نیروهای شناوری که به واسطه ی اختلاف دمای موجود میان دو سیلندر به وجود می آیند، از تقریب بوزینسک بهره گرفته شده است. نتایج به دست آمده برای محدوده ی وسیعی از گروه اعداد بدون بعد رینولدز (re)، رایلی(ra) ، پرانتل (pr)، هارتمن (ha)، اکرت (eck) و نیز پارامتر هندسی ?o (نسبت قطر سیلندر داخلی به پهنای شکاف) ارائه شده اند که از جمله ی آن می توان به اثرات اعداد رایلی، رینولدز و پرانتل بر روی ساختار خطوط جریان و دما ثابت و نیز توزیع عدد ناسلت بر روی هر دو سیلندر داخلی و خارجی، در هر دو حالت پایا و ناپایا اشاره کرد. از مهمترین اهداف این پژوهش، بررسی آثار میدان مغناطیسی ثابت و نیز اتلافات لزجتی سیال بر روی رژیم های جریان و انتقال حرارت سیال می باشد. نشان خواهیم داد که چگونه اعمال میدان مغناطیسی می تواند موجب حذف نیروهای شناوری شده و باعث منظم سازی خطوط جریان و دما ثابت گردد. میزان اهمیت ترم های مربوط به اتلافات لزجتی سیال برروی انتقال حرارت تحت شرایط گوناگون از سایر نتایج ارائه شده در این گزارش خواهد بود.

جریان و انقال حرارت ناپایای سیال لزج در نزدیکی نقطه ی سکون متقارن یک صفحه ی متحرک نامحدود با نفوذ یکنواخت در سطح آن مادامی که سرعت محوری صفحه و دمای دیواره به شکل توابع دلخواه متغیر با زمان هستند بررسی شده است.حل دقیق معادلات ناویر استوکس و معادله ی انرژی در این مسإله حاصل شده است. به منظور کامل کردن کار، حل نیمه تشابهی این معدلات با استفاده از یک طرح تفاضل محدود حاصل شده است .پروفیل های مولفه های محوری وقائم سرعت سیال،فشار، تنش های برشی سطی پایا و ناپایا وهمچنین پروفیل های دما و ضریب انتقال حرارت برای مقادیر مختلف نرخ نفوذ ، پارامترهای نمای ،فرکانس و عدد پرانتل ارائه شده اند.

در این تحقیق روش گرادیان مزدوج با مساله الحاقی که یک روش قوی مبتنی بر تکرار برای حل مسائل انتقال حرارت معکوس است به منظور حل مسائل مختلف شامل مساله تخمین شار حرارتی وابسته به زمان و مساله تخمین توان منبع حرارتی وابسته به زمان با استفاده از توزیع دمای یک نقطه در سیستم های یک لایه و چند لایه مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین تاثیر داده های نویزدار بر روی جواب نهایی مساله بررسی شده است. معادلات حاکم با استفاده از روش تفاضل محدود حل شده اند. با استفاده از این روش مدل های یک بعدی, دوبعدی و متقارن محوری حل شده اند. که مورد آخر برای اولین بار ارائه شده است. از جمله کاربردهای مدل متقارن محوری می توان به کاربرد آن در طراحی سیستم های محافظ حرارتی و طراحی سپرهای حرارتی اشاره کرد. برای حل مساله در حالت متقارن محوری, روش مختصات عمومی مورد استفاده قرار گرفته است. در این روش ناحیه نامنظم در صفحه فیزیکی (r,z) به یک مستطیل در صفحه محاسباتی تبدیل می شود. فرمول بندی ارائه شده کلی است و می تواند برای حل مسائل هدایت حرارتی معکوس دوبعدی و متقارن محوری به کار گرفته شود. نتایج به دست آمده دقت بالای روش ارائه شده را نشان می دهد. همچنین حتی اگر داده های ورودی دارای نویز باشند روش ارائه شده از پایداری خوبی برخوردار است.

نانوسیال که عبارت است از پخش پایدار و یکنواخت ذرات در ابعاد نانو داخل سیال پایه، در سال های اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته است. خصوصیات حرارتی ویژه نانوسیالات، محققین زیادی را به بررسی میزان اثر آن ها بر بهبود مشخصه های انتقال حرارتی سیالات مرسوم، ترغیب نموده است. با وجود تلاش های زیاد در این زمینه، هنوز چالش های متعددی بر سر راه کاربرد انتقال حرارتی نانوسیالات وجود دارد، از جمله نحوه پایدار نمودن نانوسیالات، شناخت مکانیزم های انتقال حرارتی نانوسیالات و مدل سازی آن ها. در این پایان نامه به بررسی نظری، آزمایشگاهی و عددی مشخصه های انتقال حرارتی نانوسیالات مختلف پرداخته شده است. نانوسیالات cnt/آب و tio2/آب و ag/آب با غلظت ذرات مختلف ساخته شده و مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته اند. خصوصیات ترموفیزیکی این نانوسیالات شامل چگالی و لزجت دینامیکی اندازه گیری شده، و دستگاهی به منظور اندازه گیری ضریب هدایت حرارتی نانوسیالات طراحی و ساخته شده است. علاوه براین، مدل سازی این خصوصیات ترموفیزیکی موثر، مورد توجه قرار گرفته و روابطی نیز برای آن ها ارایه شده است. انتقال حرارت جابجایی و افت فشار نانوسیالات tio2/آب و ag/آب، در جریان داخل یک لوله مستقیم تحت شرایط شار حرارتی دیواره ثابت به صورت آزمایشگاهی مطالعه شده است. در بررسی های عددی، شبیه سازی جریان و انتقال حرارت نانوسیالات مختلف داخل لوله های مستقیم و خمیده و همچنین جریان بر روی یک مانع با در نظر گرفتن روش تک فاز انجام گرفته است. در انتها، ضریب هدایت حرارتی و ظرفیت حرارتی نانولوله های کربن به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته و مدلی بر اساس فرض محیط پیوسته برای این خصوصیات ارایه گردیده است. نتایج اندازه گیری خصوصیات ترموفیزیکی نشان داد که نانوذرات باعث بهبود خصوصیات انتقال حرارتی سیالات می شوند. افزایش کسر حجمی نانوذرات، افزایش لزجت دینامیکی و ضریب هدایت حرارتی نانوسیالات را به همراه دارد، در حالی که افزایش دما باعث کاهش لزجت دینامیکی و افزایش ضریب هدایت حرارتی نانوسیالات می شود. همچنین، برای چگالی نانوسیالات می توان از رابطه کلاسیک موجود استفاده کرد، اما لزجت دینامیکی و ضریب هدایت حرارتی نانوسیالات مورد بررسی به کمک روابطی که دربرگیرنده پارامترهای موثر مختلفی مانند دما، کسر حجمی ذرات، قطر ذرات، خصوصیات ترموفیزیکی سیال پایه و ذرات و همچنین حرکات براونی ذرات هستند، مدل سازی شدند. نتایج حاضر نشان داد که افزایش ضریب هدایت حرارتی تنها دلیل و مکانیزم افزایش ضریب انتقال حرارت جابجایی در نانوسیالات نیست. در هر دو جریان داخلی و خارجی، غلظت، حرکات براونی و نسبت هندسی نانوذرات به همراه عدد رینولدز جریان، افزایش ضریب انتقال حرارت نانوسیالات را به همراه دارند در حالی که افزایش قطر نانوذرات تاثیر منفی بر انتقال حرارت دارد. همچنین مشخصه های انتقال حرارتی نانوسیالات به شدت تحت تاثیر نوع نانوذرات و سیال پایه می باشد. به طور کلی در جریان های داخلی روابط کلاسیک قادر به پیش گویی رفتار انتقال حرارتی نانوسیالات نمی باشد. اما توسعه مدل های مناسب برای خصوصیات ترموفیزیکی موثر بکار رفته در مدل های کلاسیک مذکور، توانایی این مدل ها را در مبحث نانوسیالات افزایش می دهد. همچنین با توجه به نتایج، در جریان های داخلی، بهبود خصوصیات انتقال حرارتی توسط نانوسیالات با افزایش قابل ملاحظه افت فشار همراه است که می تواند کاربرد نانوسیالات را با محدودیت مواجه کند.

بررسی شکل جریان و نحوه انتقال حرارت در فضای بین دو سیلندر در حال چرخش موضوعی است که در سالهای اخیر بسیار مورد بحث و بررسی بوده است. دلیل اهمیت این شکل از جریان سیال نیوتنی استفاده روز افزون آن در دانش روز است. به عنوان مثال می توان به استفاده از این هندسه در راکتورهای هسته ای در علم فیزیک، کالکتورهای خورشیدی در علم انرژی های تجدیدپذیر، و مبدل های حرارتی در علم انتقال حرارت اشاره نمود. هدف از این رساله بررسی اثرات میدان مغناطیسی متغیر با شعاع در فضای حلقوی شکل بین دو سیلندر در حال چرخش با طول نامتناهی بر جریان و انتقال حرارت جابجایی آزاد و اجباری می باشد. جابجایی آزاد به دلیل اختلاف دمایی دو سیلندر و جابجایی اجباری به دلیل چرخش استوانه ها بوجود می آید. در این پژوهش برای حل معادلات حاکم از الگوریتم کلی ماتریس سه قطری و شیوه حجم کنترل بهره گرفته شده و در محاسبه نیروهای شناوری، تقریب بوزینسک به کار گرفته شده است. در محاسبه و ارائه نتایج، اثر تغییرات عدد هارتمن تغییر یافته که نماینده شدت میدان متغیر است بر شکل جریان و نحوه انتقال حرارت، همچنین تغییرات عدد گراشف برای بررسی جریان آزاد، و همچنین عدد رینولدز بر پارامترهای مذکور مورد بحث قرار گرفته است. اثر پهنای شکاف بر این تغییرات و نحوه توزیع عدد ناسلت نیز از دیگر نتایج ارائه شده برای این مسئله در حالت پایا می باشد. همانطور که می دانیم میدان مغناطیسی در فضای استوانه ای به طول ایده آل متغیر با شعاع می باشد. این میدان از طریق قانونی در علم فیزیک مغناطیس با نام بایوت- ساوارت قابل بررسی است. در پژوهش حاضر اثر این تغیر در میدان بر روی نیروهای شناوری و در نتیجه رژیم های جریان و دما واضحاً قابل مشاهده می باشد.

پروژه حاضر، یک تحقیق عددی به منظور بررسی اثر عدد دارسی، نسبت سطح، عدد گراشف گرمایی و عدد اشمیت بر روی پدیده همرفت طبیعی انتقال گرما و جرم درون یک محفظه مستطیلی متخلخل با دیواره های جانبی نیمه فعال از نظر گرمایی، از سیالی که عمدتا هوا 71/0pr = ، در دو حالت، بخار آب با غلظت کمتر 63/0 sc= (حالت اول) و در حالت با غلظت بیشتر2 sc = (حالت دوم) انجام گرفته است. دیواره جانبی سمت چپ در دما و غلظت بالاتری نسبت به دیوار جانبی سمت راست قرار گرفته است. طول بخش فعال گرمایی دیواره های جانبی نصف ارتفاع محفظه میباشد. بالا و پایین محفظه و همچنین بخش های غیر فعال دیواره های جانبی از نظر گرمایی عایق و غیر قابل نفوذ جرم میباشد. نه موقعیت گرمایی مختلف از نقاط فعال درون محفظه میتوان تصور نمود. ضریب نفوذ سیال ثابت فرض شده است، اما چگالیسیال به طور خطیبا دما و غلظت تغییر میکند. درپروسه حل عددی، معادلات حاکم به روش تفاضل محدود حل شده است. معادلات انرژی و غلظت به روش ضمنیبا جهت متغیر (adi) و روش فوق تخفیف (sor) برای حل معادله جریان به کار رفته است. نتایج برای نه موقعیت گرمایی مختلف،اعداد دارسی بین 1- 10 da =و-810da = اعداد گراشف گرمایی بین gr=103و 106 gr =، نسبت شناوری و نسبت سطح های مختلف ارائه شده است. واثرات آنها بر خطوط جریان، دما و غلظت و نرخ انتقال گرما و جرم از دیواره های محفظه بیان شده است. نرخ انتقال گرما و جرم در وضعیت گرمایی پایین - بالا بیشترین مقدار و در وضعیت بالا - پایین کمترین مقدار میباشد. مقدار انتقال گرما و جرم با افزایش نسبت سطح و همچنین افزایش اعداد دارسی و گراشف، افزایش مییابد.

جریان سکون سه بعدی نا متقارن ناپایا ی سیال لزج و غیر قابل تراکم در حالیکه به طور مایل به یک صفحه تخت همراه با دمش و مکش برخورد می کند، همچنین انتقال حرارت به عنوان حل دقیقی برای معادلات ناویر-استوکس و معادله انرژی فرمول بندی شده اند. جریان خارجی ناپایا با نرخ کرنش a/1-at(توجه شود نرخ کرنش در جهت z ) به طور مورب به صفحه برخورد می کند. جریان شامل جریان سکون عمودی (هایمنز) و جریان مماسی بر صفحه است. نسبت این دو جریان با پارامتر ? سنجیده می شوند. در این پژوهش حل تشابهی معادلات ناویر-استوکس و معادله ی انرژی ارائه شده است. کاهش تعداد معادلات با استفاده از حل های تشابهی مناسب بدست آمده اند. حل های عددی مرتبط با توابع و همچنین ساختار جریان بحث و ارائه شده اند. نمودار های سرعت، تنش های سطحی، توزیع دمایی به همراه نمودار های فشار برای مقادیر مختلف نسبت سرعت، و عدد پرانتل برای مقایر مختلف نفوذ رسم شده اند. مهم ترین نتیجه مایل بودن جریان، جابجایی محل نقطه سکون در جهت جریان ورودی می باشد. این جابجایی با زیاد شدن شیب جریان آزاد زیاد می شود.

در پژوهش حاضر، جریان سیال و انتقال حرارت توام جابجایی آزاد و اجباری برای سیالی که فضای بین دو کره هم مرکز (و یا غیر هم مرکز) چرخان را پر کرده است، به صورت عددی بررسی می شود. خروج از مرکزی کره ها به صورت عمودی و در راستای محور چرخش مشترک دو کره است. کره ها با سرعت زاویه ای متفاوت و تابع زمان حول یک محور ثابت دوران می کنند. فضای بین این دو کره صلب را سیالی نیوتنی پر کرده است. بجز تغییرات چگالی سیال در عبارت نیروهای حجمی در معادله مومنتوم که با تقریب بوزینسک مدلسازی شده است، سایر خواص سیال ثابت در نظر گرفته شده اند. یک میدان گرانش یکنواخت به موازات محور چرخش اعمال می شود. اتلافات لزجت نیز در نظر گرفته شده است. ابتدا کره ها و سیال بین آنها ساکن بوده و در تعادل گرمایی قرار دارند، اما از زمان به بعد، دماهای یکنواخت ولی متفاوت به کره های داخلی و خارجی اعمال شده و کره ها با سرعت زاویه ای تابع زمان شروع به دوران می کنند. یک حل عددی تفاضل محدود برای حل معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی ناویر-استوکس و انرژی که به یکدیگر وابسته بوده، غیر خطی و وابسته به زمان نیز می باشند، ارائه شده است. بدین روش فرایند انتقال حرارت و جریان سیال مطالعه شده و نتایج مشتمل بر الگوی جریان، توزیع دما و نیز شاخصه های انتقال حرارت ارائه می شوند.

جریان و انتقال گرما در فضای بین استوانه های هم مرکز و غیر هم مرکز در حالت دو بعدی و سه بعدی با استفاده از روش حجم محدود مورد مطالعه قرار گرفته است. به دلیل وجود خروج از مرکز معادلات جریان در دو دستگاه مختصات استوانه ای و دوقطبی استخراج گردیده است. به کار گیری دستگاه مختصات دو قطبی به عنوان یک ابزار بسیار کار آمد برای تولید شبکه متعامد برای اولین بار در این مساله خاص به کار گرفته شده است. بر خلاف بیشتر کارهای انجام شده در این زمینه که مربوط به حالت دوبعدی با سرعت ثابت استوانه ها بوده در این پژوهش از انواع شرایط مرزی وابسته به زمان برای استفاده شده و نتایج استخراج شده که غالبا به صورت خطوط جریان، خطوط همدما و عدد ناسلت می باشد مورد مقایسه واقع شده است. اثر بیشتر پارامترها از جمله میزان خروج از مرکز، سرعت حرکت استوانه ها، عدد رایلی مورد بررسی واقع شده است. نتایج استخراج شده در اینجا با مسائل ساده تری که در این زمینه به صورت عددی و تجربی انجام شده است مقایسه شده و مطابقت بسیار خوبی مشاهده گردید.

انرژی خورشید یکی از منابع تامین انرژی رایگان، پاک و عاری از اثرات مخرب زیست محیطی است که از دیر باز مورد استفاده بشر قرار گرفته است. انرژی ناشی از سه روز تابش خورشید به زمین برابر با تمام انرژی ناشی از احتراق کل سوخت های فسیلی در زمین است. کشور ایران نیز در بین مدارهای 25 تا 40 درجه عرض شمالی قرار گرفته است و در منطقه ای واقع شده که به لحاظ دریافت انرژی خورشیدی در بین نقاط جهان در بالاترین رده ها قرار دارد. میزان تابش خورشیدی در ایران بین 1800 تا 2200 کیلووات ساعت بر مترمربع در سال تخمین زده شده است. در ایران به طور متوسط سالیانه بیش از 280 روزآفتابی گزارش شده است که بسیار قابل توجه است. در حال حاضر استفاده از انرژی خورشیدی را به سه صورت کلی استفاده بصورت نور، حرارت و الکتریسیته می توان تقسیم بندی کرد و به طور کلی تنها مسأله ی قابل بحث، چگونگی جذب، تبدیل و کاربرد این انرژی بیکران است که در این راستا، هواگرمکن های خورشیدی نقش مهمی را ایفا می کنند. هدف اصلی این پژوهش نیز مدلسازی ریاضی یک کلکتور هواگرم خورشیدی تخت و شبیه سازی عملکرد آن بوده است. این مهم با تحلیل فرایند انتقال حرارت در داخل کلکتور و کدنویسی در محیط فرترن انجام شد و مقادیر دمای هوای خروجی از کلکتور، میزان انرژی مفید بدست آمده و راندمان کلکتور برای شرایط مختلف کارکردی مورد ارزیابی قرار گرفت و نهایتاً مشاهده گردید: با افزایش طول کلکتور، دمای هوای خروجی از کلکتور افزایش ولی آهنگ افزایش دما کاهش می یابد. همچنین راندمان کلکتور با افزایش دمای محیط و ابعاد کلکتور ( مانند طول، عرض و پهنای کانال) کاهش می یابد. از طرفی مطابق انتظار، افزایش تعداد پوشش شیشه ای سبب بهبود عملکرد کلکتور گردید.

جریان سکون سیال لزج با چگالی متغیر برروی یک استوانه نامحدود، با جریان آزاد با قدرت اولیه و همچنین انتقال حرارت از آن برای حالت های دمای دیواره ثابت و شار حرارتی ثابت در دیواره، به صورت پایا مورد بررسی قرار گرفته است. با استفاده از تغییر متغیر های مناسبی که برای اولین بار ارائه شده است، معادلات ناویر استوکس و معادله انرژی به دستگاه معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل می شوند و یک حل دقیق برای میدان های سرعت و دما بدست می آید. کلیه حل های فوق برای اعداد رینولدز بین 01/0 تا 1000 و مقادیر گوناگونی از اعداد پرانتل و ضرایب انبساط حجمی ارائه شده است که در آنها a شعاع استوانه و لزجت سینماتیک سیال است. در محدوده دماها و شار های حرارتی مورد بررسی، برای تمام اعداد رینولدز، مولفه شعاعی میدان سرعت و تنش برشی دیواره، با افزایش ضریب انبساط حجمی سیال افزایش می یابند در حالی که ضریب انتقال حرارت کاهش می یابد. در ادامه مساله جریان سکون بر روی استوانه و انتقال حرارت از آن برای حالت هایی که استوانه دارای حرکت محوری با سرعت محوری ثابت وحرکت دورانی با سرعت زاویه ای ثابت می باشد نیز مورد مطالعه قرارگرفته و نشان داده شده است که برای این حالت ها نیز حل دقیق و کاملا تشابهی وجود دارد. به دلیل تقارن محوری، میدان دما مستقل از سرعت های دورانی و محوری استوانه است و سرعت محوری و سرعت زاویه ای استوانه هیچ تاثیری بر مولفه شعاعی میدان سرعت و نیز ضریب انتقال حرارت ندارد، اما با افزایش آنها مولفه های محوری و زاویه ای میدان سرعت و نیز تنش برشی افزایش می یابند.

در این پایان نامه جریان کوئت بین دو صفحه ی افقی و نامتناهی برای حالتی که سرعت یکی از صفحات بصورت تابعی متغیر با زمان باشد مورد بررسی قرار گرفته است. جریان مورد نظر بصورت دو فازی و شامل فاز سیال و فاز ذرات جامد می باشد. در دو حالت دو بعدی و سه بعدی براساس شرایط مرزی تعریف شده که شامل سرعت صفحه ی متحرک در حالت دو بعدی و سرعت جریان مکشی عمود بر صفحات در حالت سه بعدی می باشد به حل دستگاه معادلات و دست یابی به پروفیل سرعت و دمای دو فاز موجود در جریان پرداخته شده است. در حالت دو بعدی به دو روش لاپلاس معکوس که منجر به حلی دقیق می شود و همچنین روش پرتوربیشن که جوابی تقریبی را به دنبال دارد اقدام به حل معادلات موجود شده است. برای حالت سه بعدی با در نظر گرفتن دو تابع مختلف برای جریان مکشی با استفاده از روش تقریبی پرتوربیشن دستگاه معادلات موجود حل شده است. پس از حل معادلات ممنتوم و انرژی، رفتار پروفیل سرعت در حالت دو بعدی و رفتار پروفیل های سرعت و دما در حالت سه بعدی براساس تغییر در پارامترهای تاثیرگذار در مسئله که شامل ضریب تمرکز جرمی ذرات جامد، ضریب افت زمانی ذرات جامد و پارامتر مکش و دهش است مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین برای هر دو حالت دو و سه بعدی، تغییرات ضریب اصطکاک به ازای مقادیر مختلف پارامترهای تاثیرگذار فوق الذکر در جداولی بصورت جداگانه ارائه شده است. در حالت دو بعدی مشاهده شده است که با افزایش ضریب تمرکز جرمی، پروفیل سرعت برای هر دو فاز روندی نزولی را طی می کند. در حالت سه بعدی نیز با افزایش ضریب تمرکز جرمی و پارامتر مکش و دهش، سرعت برای هر دو فاز کاهش یافته است. در حالت دو بعدی با افزایش ضریب افت زمانی، ضریب اصطکاک کاهش یافته است و در حالت سه بعدی افزایش ضریب تمرکز جرمی منجر به کاهش ضریب اصطکاک شده است. در حالت سه بعدی با بررسی تغییرات ضریب انتقال حرارت به ازای مقادیر مختلف ضریب تمرکز جرمی و پارامتر مکش و دهش مشاهده شده است که افزایش ضریب تمرکز جرمی و کاهش پارامتر مکش و دهش منجر به افزایش ضریب انتقال حرارت می شود.

به تازگی ، مطالعه ی جریان وانتقال حرارت سیال نیوتنی درون فضای حلقوی شکل بین دو سیلندر توسط محققین فراوانی مورد بررسی قرار گرفته است که دلیل آنرا می توان کاربرد های وسیع آن در مسائلی از قبیل مبدل های حرارتی ، سیستم های خنک کننده وسایل الکتریکی ، جمع کننده های خورشیدی ، خنک سازی روتور توربین و خنک سازی بیرینگ های گازی سرعت بالا دانست. در این رساله ، جریان وانتقال حرارت در یک محفظه ی متخلخل بین دو سیلندرهم مرکز در حالت افقی و با طول بی نهایت اشباع شده از سیال به صورت عددی و با استفاده از مدل غیر دارسی مورد مطالعه قرار گرفته است. در بیشتر مطالعات انجام شده از مدل دارسی به سادگی حل برای مدل سازی انتقال ممنتوم در محیط متخلخل استفاده می گردد، در حالی که این مدل تنها برای حالت هایی که میزان نفوذپذیری محیط متخلخل بسیار پایین و یا سرعت جریان سیال در محیط کوچک باشد، معتبر می باشد. در این پژوهش برای مدل سازی انتقال ممنتوم در محیط متخلخل از مدل برینکمان - فرکهایمر بهره گرفته شده است. همچنین خواص سیال غیر از چگالی که در نیروی شناوری ظاهر می شودو از تقریب بوزینسک محاسبه می گردد، در حوزه ی حل به صورت ثابت در نظر گرفته شده اند. معادلات حاکم بر مسئله متشکل از معادلات پیوستگی ، ممنتوم و انرژی به همراه شرایط مرزی مربوطه پس از بی بعد سازی بااستفاده از پارامترهای بدون بعد مناسب، به روش حجم محدود گسسته شده و سپس دستگاه معادلات وابسته گسسته شده به کمک الگوریتم سیمپل و روش ماتریس سه قطری به صورت عدد حل شده است. به علاوه، اثر حضور میدان مغناطیسی خارجی در راستای شعاع در حالاتی که سیال رسانای جریان الکتریسیته باشد، نیز بر روی مشخصات جریان و انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده برای محدوده ی وسیعی از اعداد بدون بعد حاکم از جمله عدد دارسی، عدد رایلی، عدد پرانتل، عدد اکرت، عدد هارتمن و نیز پارامتر هندسی ?_0 (نسبت قطر سیلندر داخلی به پهنای شکاف) بر حسب عدد ناسلت موضعی و متوسط، خطوط جریان ودما ثابت نمایش داده شده اند.

جریان کوئت دو بعدی و سه بعدی و روش های تحلیلی و دقیق مختلف جهت بررسی و تحلیل معادلات ناویر-استوکس حاکم به علت کاربرد های مختلف در شاخه های زیادی از علم و تکنولوژی، موضوع تحقیقات گسترده محققان مختلف بوده است. در این پایان نامه به بررسی و تحلیل جریان کوئت دو بعدی و سه بعدی ناپایدار بین دو صفحه موازی نامتناهی می پردازیم. در بررسی جریان کوئت دو بعدی به حل تحلیلی و دقیق جریان دو بعدی بین دو صفحه موازی و نامتناهی که صفحه بالایی متحرک و سرعت آن تابعی اختیاری از زمان و صفحه پایینی ثابت می باشد پرداخته ایم. در جریان مورد بررسی دمش و مکش سیال عمود بر صفحات با سرعت ثابت و گرادیان فشار ثابت در جهت حرکت سیال، جریان را تحت تاثیر قرار می دهد. در بررسی جریان کوئت سه بعدی روی مدل سازی ریاضی جریان و انتقال حرارت سه بعدی ناپایدار سیال بین دو صفحه مسطح موازی نامتناهی همراه با مکش و دمش روی صفحات تمرکز کرده ایم و معادلات حاکم به صورت تحلیلی با استفاده از روش پرتوربیشن حل شده اند. در جریان های مورد بررسی صفحه پایینی جریان ثابت و در معرض دمش عرضی و متغیر با زمان سیال (به صورت نوسانی و توانی) و صفحه بالایی متحرک با سرعت یکنواخت و در معرض مکش ثابت قرار دارد. به علت این نوع از سرعت دمش، میدان جریان سه بعدی می شود. شرط مرزی دما ثابت صفحه بالایی و پایینی جریان با دمای متفاوت و همچنین تولید انرژی داخلی به علت اتلاف لزجت، جریان انتقال حرارت را سبب خواهد شد. پاسخ تحلیلی و تقریبی میدان های دما و سرعت بوسیله حل معادلات دیفرانسیل جزئی بدست آمده است و تاثیر پارامترهای مختلف بر روی سرعت، دما، تنش برشی و شار حرارتی جریان بررسی و مجموعه ای منتخب از نتایج گرافیکی جهت نشان دادن ویژگی های جالب مسئله ارائه و مورد بحث قرار گرفته است.

مساله جریان سکون از سالیان گذشته همواره مورد توجه پژوهشگران و محققین بوده است. در بسیاری از پژوهش هایی که تا به امروز به چاپ رسیده اند، استفاده از فرضیات لایه مرزی و نیز به کارگیری فرض های ساده کننده مانند نادیده گرفتن تغییرات فشار در امتداد ضخامت لایه لزج و یا ثابت گرفتن خواص سیال مشاهده می شود. واضح است که اعمال این فرضیات از دقت نتایج به دست آمده می کاهد. با صرف نظر از ساده سازی های صورت گرفته تا کنون، این رساله در پی آن است تا حل دقیق مساله ی جریان سکون و انتقال حرارت سیال لزج و قابل تراکم بر روی صفحه تخت را در حالت های سه بعدی پایدار، دو بعدی ناپایدار، سه بعدی متقارن محوری ناپایدار و سه بعدی ناپایدار به دست آورد. جریان سکون از برخورد جت سیال با قدرت و در راستای محور z عمود بر صفحه تخت پدید می آید. در این پژوهش، صفحه می تواند ساکن باشد و یا در حالت کلی با سرعت ثابت و یا سرعت و شتاب متغیر با زمان به سمت جریان ضربه ای حرکت کند و یا از آن دور شود. همچنین چگالی سیال تحت تاثیر اختلاف دمای موجود میان صفحه و جریان آزاد قرار گرفته و در نقاط مختلف دامنه حل متغیر می باشد. با استفاده از متغیرهای تشابهی مناسب که برای نخستین بار به دست آمده اند، تعداد متغیرهای مستقل معادلات ناویر-استوکس و انرژی کاهش یافته و این معادلات به یک دستگاه معادلات تشابهی کوپل غیر خطی با مشتقات معمولی تبدیل می شوند. نتایج حاصل از حل معادلات تشابهی به ازای محدوده وسیعی از پارامترهای حاکم بر مساله به دست آمدند. این نتایج نشان می دهند که مقدار سرعت صفحه نقش حائز اهمیتی در الگوهای جریان سکون و انتقال حرارت بر روی صفحه تخت دارد به نحوی که اگر صفحه با سرعت و شتاب فزاینده نسبت به زمان به سمت جریان آزاد حرکت کند، در نهایت لایه لزج سیال و نیز لایه مرزی حرارتی حذف می شوند. در این شرایط می توان گفت جریان پتانسیل تقریبا در تمامی نقاط حاکم است.

چکیده پایان نامه:. در این رساله جریان و انتقال حرارت جا به جایی توام آزاد و اجباری سیال غیر قابل تراکم درون فضای حلقوی شکل بین دو استوانه افقی سه بعدی هم مرکز و غیر هم مرکز با طول محدود، در حضور میدان مغناطیسی یکنواخت بررسی شده است. در این پژوهش، الگوریتم ماتریس سه قطری(tdma) به کار گرفته شده است تا بتوان به کمک آن، معادلات حاکم را با استفاده از شیوه ی حجم کنترل و با کمک الگوریتم simple به صورت عددی حل نمود. معادلات جریان در دو دستگاه مختصات دوقطبی و استوانه ای که به عنوان ابزاری بسیار کارآمد برای تولید شبکه متعامد می باشد، به کار گرفته شده است. جریان اجباری به واسطه ی چرخش هر دو سیلندر با سرعت زاویه ای ثابت حول محور مرکزی دو سیلندر پدید می آید. در محاسبه ی نیروهای شناوری که به واسطه ی اختلاف دمای موجود میان دو سیلندر به وجود می آیند، از تقریب بوزینسک بهره گرفته شده است. اثر پارامتر های موثر بر جریان از قبیل خروج از مرکز، حالت های مختلف چرخش استوانه ها، عدد رایلی، عدد هارتمن و عدد پرانتل بررسی گردیده است.

در این تحقیق، اثر هندسه و همچنین زاویه قرارگیری در عملکرد حرارتی محفظه¬های بسته تک فازحاوی یک چشمه گرم و چاه حرارتی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند زمانی که وسعت چشمه گرمایی ثابت باشد با افزایش نسبت ارتفاع به قاعده ( ar ) سرعت جریان سیال درون استوانه و همچنین عدد ناسلت و در نهایت انتقال حرارت جابجایی کاهش می یابد. چون چشمه حرارتی گرم باعث ایجاد سرعت شده است، لذا هر چه از آن فاصله گرفته شود، اثرات آن کمتر شده، سرعت نیز کاهش می¬یابد. در بررسی اثر زاویه قرارگیری مشخص شد که هر اندازه استوانه به حالت قائم نزدیک تر باشد عدد ناسلت بزرگ تر خواهد بود و مقدار حرارت بیشتری از راه مکانیزم جابجایی نسبت به مکانیزم هدایتی از چشمه گرم به چاه حرارتی انتقال می یابد.

پدیده کاویتاسیون و فروپاشی حباب به خاطر سر و صدا و خرابی سطوح که حاصل از شتاب، فشار و دمای بالا است دارای اهمیت می باشد. این پایان نامه به بررسی آزمایشگاهی اثرات حاصل از ایجاد و تخریب تک حباب در مجاورت سطوح جامد به روش تولید تک جباب های کنترل شده از طریق عملی با ساخت دستگاه جهت تولید تک حباب و ثبت اثر آن بر روی نمونه می پردازد. در این پروژه سعی بر آن است تا با توجه به امکانات موجود تمامی پارامترهای موثر در خوردگی ناشی از فروپاشی حباب بررسی شود. می توان به اثرات ویسکوزیته سیال، فاصله مرکز حباب تا مرز جامد اشاره کرد. پس از انجام آزمایش ها از محل خوردگی سطوح نمونه ها، عکس برداری صورت می پذیرد و با استفاده از نرم افزار تحلیل عکس سطح تخریب آنالیز و تحلیل می گردد. در ادامه مباحثی که این تحقیق به آن می پردازد را به صورت اجمالی بیان می گردد. در ابتدا فرایند پدیده حباب زایی و جوانه زنی حباب بخار در یک مایع، تئوریهای مربوطه و تاثیر ویسکوزیته در شروع حباب سازی را بیان می دارم. سپس به فروپاشی حباب داخل مایع، دینامیک مربوطه، تاثیر فاکتور های موثر و واکنش حباب را تحلیل کرده و در ادامه نتایج بدست آمده به کمک وسیله ابتکاری و دست ساز تولید تک حباب، میزان و الگوی تخریب حاصل از کاویتاسیون تک حباب تحلیل می گردد. در این پروژه سعی بر آن است تا با توجه به امکانات عملی موجود پارامترهای موثر در خوردگی ناشی از فروپاشی حباب بررسی شود، که می توان از آن جمله به اثرات ویسکوزیته سیال و فاصله مرکز حباب تا مرز جامد اشاره کرد.

در این پایان نامه تخمین هدایت حرارتی مواد با استفاده از روش لیزر فلش و الگوریتم معکوس صورت گرفته است. در الگوریتم معکوس از روش گرادیان مزدوج استفاده شده است. در روش ارائه شده نیاز به ساخت نمونه با ابعاد مشخص از بین رفته است. تخمین توسط دمای اندازه گیری شده، بر روی سطح تحت تابش شار، در یک تست فرضی صورت می گیرد. دمای اندازه گیری شده با حل مستقیم مساله هدایت در نیمکره، با در نظر گرفتن ضریب هدایت حرارتی واقعی و اعمال خطای تصادفی به دماهای محاسبه شده تعیین می گردد. مطالعه در دو حالت ضریب هدایت حرارتی ثابت و به صورت خطی تابع دما انجام گرفته است. نتایج نشان داد که الگوریتم با دقت نسبتا خوبی می تواند ضریب هدایت حرارتی ثابت و به صورت خطی متغیر با دما را تخمین بزند.

در این تحقیق جریان مافوق صوت برروی یک مخروط با سطح مقطع چهارگوش گرد به همراه انحناء در سطح جانبی به روش تحلیلی حل شده است. در جریان مافوق صوت به دلیل بالا بودن سرعت ها ضخامت لایه مرزی کم است و می توان از اثرات لزجت صرف نظر کرد بنابراین در معادلات ناویر استوکس جملات شامل لزجت حذف می شود و معادلات مورد استفاده، معادلات اویلر هستند. دستگاه مختصات کروی برای این مسئله در نظر گرفته شده است، ساده سازی های لازم در معادلات با توجه به هندسه جسم صورت گرفته است. برای حل مسئله به روش تحلیلی از بسط پرتوربیشن متغیر های جریان استفاده شده است. با قراردادن بسط پرتوربیشن متغیرهای جریان در معادلات حاکم در دستگاه مختصات کروی و حذف جملات از مرتبه 2ε و بالاتر و جدا کردن ضرایب 0ε و 1ε دو دستگاه معادله به دست می آید. با حل دستگاه 0ε و قرار دادن نتایج در دستگاه 1ε، جواب کامل برای هر یک از متغیر های جریان به دست می آید. دستگاه معادلات 0ε و 1ε به روش تحلیلی حل شده است و برای به دست آوردن حل کامل جریان، حل مربوط به جریان با زاویه حمله نیز به صورت خطی به این حل اضافه می شود. از آنجا که نسبت نیروهای برآ به پسآ در طراحی اجسام پرنده از اهمیت بالایی برخوردار است، این نسبت محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد که با تغییر سطح مقطع از دایره به چهارگوش گرد با یال ثابت و از یال ثابت به یال متغیر نسبت نیروهای برآ به پسآ افزایش می یابد.

در این پژوهش، یک حل عددی برای جریان و انتقال حرارت برای یک سیال لزج غیر قابل تراکم بین دو کره چرخان (که می توانند هم مرکز و یا غیر هم مرکز باشند) که در مرزهای خود مکش و دمش دارند ارائه شده است ؛ به طوری که کره ها در دماهای متفاوت قرار دارند و حول محوری مشترکمی توانند با سرعتی ثابت و یا با سرعتی که تابع دلخواهی از زمان باشد دوران نمایند. در این مطالعه از جابجایی آزاد صرف نظر و تنها جابجایی اجباری در نظر گرفته شده است.معادلات کوپل حاکم شامل معادلات ناویر استوکس و انرژی ، با روش تفاضل محدود ، با استفاده از طرح ضمنی و ضرایب وزنی مناسب و به کمک الگوریتم tdma حل می شوند. برای کره های غیر هم مرکز، از دستگاه مختصات کلی استفاده گردیده است.الگوهای جریان و توزیع دما برای پارامترهای جریان شامل: عدد رینولدز چرخشی یک عدد رینولدز مکش و دمش و همچنین عدد پرانتل در حالتهای مختلف ارائه شده و اثرات نفوذ (مکش و دمش) و غیر هم مرکزی بر میدان جریان، دما و گشتاور لزج وارد بر کره های داخلی و خارجی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که مکش یا دمش می تواند گردابه های بوجود آمده بر اثر نیروهای سانتریفوژی را که به عنوان موانعی برای انتقال حرارت جابجایی می باشند، حذف نماید و به عبارت دیگر نرخ انتقال حرارت را می توان با استفاده از مکش و دمش تنظیم نمود.

در این تحقیق جریان مافوق صوت بر روی یک مخروط با سطح مقطع سه گوش گرد به روش تحلیلی حل شده است. در جریان مافوق صوت به دلیل بالا بودن سرعت ها ضخامت لایه مرزی کم است و می توان از اثرات لزجت صرف نظر کرد بنابراین در معادلات ناویر استوکس جملات شامل لزجت حذف می شود و معادلات مورد استفاده معادلات اویلر هستند. دستگاه مختصات کروی برای حل مسئله در نظر گرفته شده است، ساده سازی های لازم در معادلات با توجه به هندسه جسم صورت گرفته است. برای حل مسئله به روش تحلیلی از بسط پرتوربیشن متغیرهای جریان استفاده شده است. با قرار دادن بسط پرتوربیشن متغیرهای جریان در معادلات اویلر در دستگاه مختصات کروی و حذف جملات از مرتبه بالاتر و جدا کردن ضرایب دو دستگاه معادله بدست می آید با حل دستگاه و قرار دادن نتایج حاصل در دستگاه ، جواب کامل برای هر یک از متغیرهای جریان بدست می آید. دستگاه معادلات , به روش تحلیلی حل شده است و در مواردی که ساده سازی خاصی در حل تحلیلی اعمال شده باشد، برای اطمینان از درستی نتایج حل تحلیلی، از حل عددی نیز استفاده شده است، که نتایج به خوبی درستی حل تحلیلی را تأیید می کند. برای بدست آوردن حل کامل جریان، حل مربوط به جریان با زاویه حمله نیز به صورت خطی به این حل اضافه می شود. از آنجا که نسبت نیروهای برآ به پسآ در طراحی اجسام پرنده از اهمیت بالایی برخوردار است، این نسبت محاسبه شده است. نتایج نشان می دهد که با تغییر سطح مقطع از دایره به سه گوش گرد و چهارگوش گرد[1] نسبت نیروهای برآ به پسآ افزایش می یابد.

اغلب مدلسازی های نشتی گاز که برای پی بردن به روند افت فشار و نرخ نشت گاز از محل سوراخی واقع در خط لوله گاز تاکنون انجام شده است، توسط مدلهای صفر بعدی مخزن و لوله می باشد. مدل صفر بعدی مخزن و مدل صفر بعدی لوله برای شبیه سازی نشتی به ترتیب زمانی مناسبند که سوراخ بسیار کوچک است و زمانی که یک شکستگی کامل به وجود آمده باشد. اما استفاده از این دو روش یا ترکیب آنها بیشتر برای شرایطی مناسب است که خط لوله بسیار طولانی است. همچنین در روش صفر بعدی نمی توان اثر مرزهای پیچیده تر را در محاسبه وارد نمود. در این پژوهش با استفاده از روش یک بعدی مشخصه ها جریان درون لوله ای که دچار نشت گردیده مدلسازی شده است. این مدلسازی نسبت به استفاده از هر یک از دو مدل مخزن و مدل لوله و یا ترکیب آن ها جامع تر است و می توان شبیه سازی جریان در لوله دارای نشتی را به خطوط لوله با طول کم و شرایطی که مرزها نیز تغییر می نمایند، بسط داد. محاسبه حجم گاز خروجی پس از بروز حادثه از موارد با اهمیت در برآورد میزان خسارت است. در ادامه به منظور بررسی صحت نتایج، از نرم افزار hysys جهت شبیه سازی تخلیه گاز از سوراخی واقع در خط لوله استفاده شده و نتایج مقایسه گردیده اند.

متد perturbation یک روش تقریبی تحلیلی برای حل معادلات دیفرانسیل معمولی و جزئی که دارای یک پارامتر خیلی کوچک و یا خیلی بزرگ هستند میباشد. در این روش جواب معادلات به صورت تحلیلی و صریح برحسب پارامترها و متغیرهای مستقل مسئله بدست می آید. در این رساله ابتدا روش بسط منظم (regular perturbation) مورد بررسی قرار گرفته است ، همچنین در ادامهء متد strained parameter معرفی و در حل معادلهء duffing استفاده شده است . سپس مسئلهء بسط منفرد (singular perturbation) معرفی شده است . آن دسته از معادلات دیفرانسیل که در آنها پارامتر کوچک در مشتق با بیشترین مرتبه ضرب شده است جزو این قبیل مسائل میباشند. مسائل بسط منفرد در مکانیک سیالات موسوم به مسائل لایهء مرزی هستند. در ادامه همچنین یک مسئله بسط منفرد که در آن لایهء مرزی بیش از یک ناحیه قابل تشخیص دارد حل شده است . در پایان معادلهء دیفرانسیل توزیع فشار در یک یاتاقان لغزشی برای سیال تراکم پذیر و ایزوترمال به شکل یک مسله بسط منفرد بدست آمده و سپس با استفاده از متد asymptotic matching به روش پرانتل حل شده و با حل عددی مقایسه شده است .

هدف از پروژه حاضر بررسی تئوریک و تهیه مدل ریاضی و طراحی برای عملکرد گردآورنده های تخت و سیستمهای گرمایش آبگرمکن خورشیدی میباشد. بنابراین برای بیان بهتر و علمی مطالب گفته شده بطور خاص در زمینه سیستمهای آبگرمکن خورشیدی به این ترتیب مطالب آورده شده اند . فصل اول وضعیت هندسی خورشیدی را نسبت به زمین و اصول تابش خورشیدی را روشن نموده که بسیاری از روابط بعدی تابش براساس همین تعاریف مقدماتی است . فصل دوم به بیان چگونگی اندازه گیری مقادیر تابش خورشیدی و ارائه روابط ریاضی و روشهای موجود جهت محاسبه این مقادیر همچنین بررسی عوامل موثر بر تابش خورشیدی و بیان مدل آن میپردازد. فصل سوم به مسائل اپتیکی عبور و جذب تابش توسط گردآورنده ها پرداخته و پارامترهای مهم اپتیکی برای عبور و جذب معرفی میگردند. قبل از وارد شدن به مباحث اصلی پروژه نگاهی گذرا به مسائل و مبانی انتقال حرارت و مکانیک سیالات در رابطه با گردآورنده ها و سیستمهای گرمایش خورشیدی در فصل چهارم صورت میگیرد. در فصل پنجم به بررسی تئوری گردآورنده ها و ارائه مدلهای ریاضی در رابطه با بررسی عملکرد دینامیکی گردآورنده ها پرداخته میشود. در این فصل روابط جدید نیمه تجربی - ریاضی برای بدست آوردن ضریب انتقال حرارت کلی بیان گردیده و روشهای مختلف بدست آوردن ضریب انتقال حرارت کلی مورد بحث قرار گرفته و عملکرد گردآورنده و مدل ارائه شده توسط whiller-bliss بررسی میگردد. فصل ششم به تشریح عملکرد ذخیره سازی انرژی در سیستمهای گرمایش میپردازد. تاکید این بخش بر ذخیره سازی با سیال عامل آب است و معادلات ریاضی دینامیکی حاکم بر مخزن ذخیره بدست میاید . در فصل هفتم به اصول طراحی گردآورنده ها و سیستمهای خورشیدی پرداخته میشود روش طراحی گردآورنده تخت با استفاده از تئوری مبدل حرارتی که روش جدیدی است در این بخش معرفی شده و برای سیستمهای گرمایش خورشیدی در حالت بسته مدلی جدید ارائه میگردد و روش حل معادلات انتگرالی بیان میشود. هم چنین با استفاده از روش اف - چارت به طراحی سیستمهای گرمایش ترموسیفون که روش جدیدی است پرداخته میشود. در فصل هشتم در رابطه با اهمیت مدلسازی و چگونگی انجام آن بحث شده و در ادامه به تشابه سازی سیستم گرمایش خورشیدی ترموسیفون با استفاده از روابط ریاضی ارائه شده و نتایج تجربی بدست آمده توسط محققین پرداخته میشود. روش حل عددی معادلات دینامیکی سیستم از مطالب جدید پرداخته شده در این فصل است . در فصل نهم به ارائه لیست و فلوچارت برنامه های اصلی و زیربرنامه های مهم، نتایج و بحث بر روی نتایج بدست آمده کامپیوتری برای موارد بحث شده قبلی اختصاص دارد این نتایج برای روز خاص از سال (15 سپتامبر) محاسبه شده اند. ضمائم مربوط به پروژه در فصل دهم آمده اند.