بررسی عددی اسلاشینگ سه بعدی در یک مخزن محتوی مایع

پایان نامه
چکیده

پدیده اسلاشینگ هنگامی اتفاق می افتد که مخزنی که بصورت جزئی از سیال پر شده است، تحت نیروهای خارجی پایا و یا گذرا قرار گیرد. در این حالت، سطح آزاد مایع حرکت نموده و به دیواره های مخزن برخورد کرده و با دیواره مخزن تبادل نیرو می نماید. در این پژوهش، یک مدل محاسباتی که قادر به شبیه سازی اسلاشینگ مایع در مخازن سه بعدی که دارای حرکت های خطی و زاویه ای تحت شتاب های خطی و زاویه ای ثابت و یا وابسته به زمان می باشد توسعه داده شده است. در این شبیه سازی، تغییر شکل سطح آزاد مایع-گاز با استفاده از روش نسبت حجمی سیال و الگوریتم یانگز مدل سازی می گرددو سیال نیوتنی و تراکم ناپذیر در نظر گرفته می شود. همچنین در این پایان نامه، تلفیقی از دو روش تئوری و عددی برای شبیه سازی تقابل سیال-سازه استفاده می گردد. معادلات حاکم برای جریان سه بعدی غیر قابل تراکم، معادلات پیوستگی و ناویر استوکس همراه با معادله جابجایی سطح آزاد می باشد. در اینجا معادلات جریان سیال بیانگر اسلاشینگ مایع بوده و معادلات دینامیکی بیانگر حرکت مخزن می باشند که بطور جداگانه در دو برنامه کوپله شده حل می گردند. این برنامه به گونه ای کوپله شده است که در یک زمان، خروجی یک برنامه به عنوان ورودی برنامه دیگر استفاده می گردد. خروجی برنامه سیالاتی نیرو ها وگشتاور های وارده به مخزن به واسطه اسلاشینگ بوده و خروجی برنامه دینامیکی ، سرعت ها و شتاب های وارد بر مخزن می باشد. این برنامه عددی برای شبیه سازی اسلاشینگ درون مخزنی با حرکت نوسانی اجباری استفاده گردید. نتایج عددی بدست آمده از این حرکت شتاب دار وابسته به زمان، با نتایج تحلیلی موجود مقایسه گردید. انطباق خوب نتایج بدست آمده با نتایج تحلیلی نشان دهنده قابلیت روش نسبت حجمی سیال درمدل سازی جریان های پیچیده سطح آزاد می باشد. برنامه عددی توسعه داده شده قادر به شبیه سازی حرکت های پیچیده مخزن از جمله حرکت غلتشی و همچنین حرکت دوران آزاد مخزن بوده و علاوه بر این، می تواند در طراحی و بهینه سازی مخازن سیال و انتخاب بهترین چیدمان تلاطم گیر های مخازن استفاده گردد. لازم به ذکر است برنامه عددی نوشته شده برای مخازن با اشکال مختلف کاربرد دارد ولی در این پایان نامه از مخزن مکعب مستطیلی استفاده شده است.

منابع مشابه

بررسی عددی سه بعدی خنک کاری بازیابی در موتور موشک سوخت مایع

در این مقاله، خنک‌کاری بازیابی در موتور موشک سوخت مایع مطالعه و بررسی شده است. مدلسازی هندسی سه‌بعدی و مش بهینه توسط نرم‌افزار تجاری گمبیت و تحلیل عددی سه‌بعدی، که با نوشتن UDF همراه بوده است، توسط نرم‌افزار انسیس فلوئنت ویرایش 15 انجام شده است. این تحلیل برای دو سیال خنک‌کنندة آب و هیدروژن مایع، همچنین برای سه سوخت هیدروژن مایع، RP-1 و JP-4 انجام و نتایج با هم مقایسه شده است. این نتایج نشان می...

متن کامل

بررسی رسوب‌گذاری در مخزن سدها با استفاده از تحلیل عددی دو بعدی

برآورد دقیق مقدار و توزیع رسوب در مخزن سدها، به دلیل اثرگذاری پارامترهای متفاوت، امری مشکل می‌باشد. برای تعیین مقدار و شکل توزیع رسوب در مخزن، کم هزینه‌ترین روشها، استفاده از مدل‌های عددی می‌باشد. این روشها قابلیت پیش‌بینی وضعیت رسوب در مخزن، قبل و بعد از طراحی و ساخت سد را نیز در بر دارد. در این مقاله، مدل دو بعدی جریان آب و مقدار رسوب‌گذاری در عرض متوسط مورد توجه قرار گرفته است و محاسبات آن ت...

متن کامل

مدل‌سازی عددی سه بعدی گردش‌آب در تنگه هرمز

خلیج‌ فارس یکی از مهمترین آبراه‌های جهان است که کشورهای موجود در این حوزه، دو سوم نفت جهان را تأمین می‌کنند. این خلیج از طریق تنگه هرمز به دریای عمان و اقیانوس هند متصل می‌شود. گردش آب خلیج‌ فارس و تنگه هرمز با توجه به کاربرد آن در کشتیرانی، شیلات و تخمین نحوه انتشار آلودگی همیشه از اهمیت زیادی برخوردار بوده است، به همین دلیل از سال 1918 تاکنون مطالعات زیادی در خصوص نحوه گردش آب در خلیج‌ فارس و...

متن کامل

تحلیل عددی یک جسم سه بعدی پلنینگ تخت و اثر اینترسپتور

اینترسپتور به عنوان یک وسیله جدید جهت تأمین تعادل و کنترل تریم شناورهای تندرو مورد استفاده قرار می‌گیرد. این وسیله به‌صورت عمودی نسبت به کف در پاشنه شناور نصب گردیده است و علیرغم اندازه کوچک، کارآمد و موثر می‌باشد. اثر آن روی توزیع فشار در کف شناور به گونه‌ای است که می‌تواند مرکز فشار را بر مرکز جرم منطبق نموده و تریم شناور را کنترل نماید. در این مقاله عملکرد هیدرودینامیکی صفحه تخت با و بدون ای...

متن کامل

شبیه سازی عددی سه بعدی کمپرسور چند طبقه یک موتور توربوشفت و ارزیابی مشخصات عملکردی آن

در این پژوهش، تحلیل عددی سه­بعدی اجزاء دوار کمپرسور یک موتور توربوشفت شامل سه طبقه کمپرسور محوری و یک طبقه کمپرسورگریز از مرکز توسط نرم افزار CFX  صورت می­پذیرد. معادلات جریان تراکم­پذیر از روش فشار مبنا و براساس مدل آشفتگی SST حل می­شوند. پس از بررسی استقلال حل از شبکه محاسباتی، با تغییر شرایط مرزی ورودی و خروجی، منحنی عملکرد کل کمپرسور به دست می­آید. نتایج نشان می‌دهد در طبقه اول کمپرسور محور...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده فنی

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023