شبیه سازی عددی جریان آرام سیال غیر نیوتنی به وسیله شبکه بولتزمن (مدل power low)

در این پایان نامه به کاربرد روش عددی شبکه بولتزمن در شبیه سازی جریان سیال غیر نیوتنی پرداخته شده است. این رساله ضمن ارایه معرفی مختصری در راجع به روش شبکه بولتزمن، برخی از معادلات ساختاری که برای سیالات غیر نیوتنی ارایه شده است را معرفی می‏نماید. در این بین، معادلات ساختاریی که جهت شبیه سازی سیالات غیر نیوتنی عمومیت بیشتری دارند مورد توجه قرارگرفته‏اند و در صورت امکان معادله حل تحلیلی این معادلات در جریان داخل کانال و یا لوله استخراج شده است. در ادامه استخراج معادلات حرکت سیال غیر نیوتنی از معادلات شبکه بولتزمن شرح داده شده و نتایج حل عددی حاصل از شبیه سازی ارایه شده است. در شبیه سازی‏هایی که به کمک روش شبکه بولتزمن صورت گرفته، ابتدا جریان نیوتنی بین دو صفحه تخت و جریان کوئت با شرایط مرزی متفاوت به عنوان مسئله نمونه مد نظر گرفته شده و نتایج حل عددی ارایه شده است. در آخر جریانی که برای آزمودن کد شبیه سازی شده است، جریان درون یک حفره ی مربعی با سرپوش متحرک است. هرچند این جریان حل تحلیلی ندارد، اما جریان به دفعات توسط روش های عددی مرسوم حل شده است. علت انتخاب این جریان آن است که برخلاف هندسه ی ساده مسأله، جریان درون آن به علت حضور هم زمان بسیاری از پدیده های مهم از جمله گردابه های گوشه، حالت دو بعدی، شرایط آشفته و ... ارزشمند بوده و این موضوع آن را به صورت یکی از موضوعات تحقیقاتی پراهمیت تبدیل کرده است. همچنین پارامتر‏های مختلف بر دقت و سرعت حل عددی از دیگر مطالب ارایه شده در این رساله است. لازم به ذکر است استخراج معادلات حرکت سیالات غیر نیوتنی از معادلات شبکه بولتزمن به طور کامل و واضح و همچنین حل عددی جریان سیال غیر نیوتنی درون حفره در شاخصه‏های مختلف سیال از جمله نوآوری‏های این پایان نامه می‏باشد.