بررسی اثرات چرخش استوانه در جریان داخلی مخلوط گازهای آرگون و هلیوم به روش (dsmc)

در این پایان نامه جریان داخلی متقارن محوری، حاوی مخلوط گاز های آرگون و هلیوم درون استوانه در حال چرخش با سرعت زاویه ای ثابت و دیواره دما ثابت از طریق حل معادله بولتزمن با استفاده از روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو در محیط رقیق، به صورت گذرا مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی وابستگی حل به تعداد تکرار، خواص مختلف جریان در تکرار های مختلف مورد بررسی قرار گرفته و با یکدیگر مقایسه گردیده اند. به منظور بررسی عدم وابستگی حل به تعداد مولکول مدل، از دو تعداد مولکول مدل 32000 و 54000 استفاده شده نتایج حاصل از آنها با یکدیگر مقایسه گردیده و ملاحظه شد که افزایش تعداد مولکول های مدل منجر به نتایج با کمی دقت بیشتر می گردد اما از طرفی دیگر سبب افزایش زمان شبیه سازی می شود. همچنین از دو مدل برخورد کره سخت با قطر متغیر و مدل برخورد کره نرم با قطر متغیر استفاده شده و نتایج حاصل از آنها با یکدیگر مقایسه گردیده است. با توجه به نمودارهای مربوطه، بیشترین اختلاف در نمودار دما ملاحظه می شود. در مجموع، مدل برخورد کره نرم با قطر متغیر نتایج دقیق تری از مدل برخورد کره سخت با قطر متغیر ارائه کرده است. علت اینکه تفاوت دو مدل برخورد زیاد نمی باشد در پایین بودن دمای میدان حل است. هنگامی که دما پایین است، انعطاف پذیری مولکول ها کم بوده و دو مدل برخورد مذکور، آنچنان با یکدیگر تفاوت نمیکنند. در دماهای بالا، مدل برخورد کره نرم با قطر متغییر الگوی واقعی تری از برخورد به دلیل افزایش انعطاف پذیری مولکول ها و در نظر گرفتن سطح مقطع برخورد واقعی تر از خود نشان میدهد. همچنین حل تحلیلی مربوطه نیز ارائه شده و نتایج شبیه سازی عددی حاصل، با آن و همچنین نتایج ارائه شده توسط برد [1]، مقایسه گردیده است.