توسعه ی روش لتیس بولتزمن برای تحلیل جریان سیال روی مرزهای منحنی الخط
پایان نامه
- وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه بیرجند - دانشکده مهندسی مکانیک
- نویسنده حامد مرتضوی زاده
- استاد راهنما علی میربزرگی
- تعداد صفحات: ۱۵ صفحه ی اول
- سال انتشار 1392
چکیده
در روش های دینامیک سیالات محاسباتی، معادلات حاکم بر میدان جریان، معادلات پیوستگی و ناویر- استوکس است. در این پروژه، معادلات حاکم هم ارز با معادله ی ناویر- استوکس در روش لتیس بولتزمن اثبات شده است. با استفاده از مدل دو بعدی با نه ذره (d2q9) و به کمک الگوریتم حل لتیس بولتزمن، جریان در دو مرحله ی انتشار و برخورد حل می شود. یکی از بخش های مهم در حل جریان به روش لتیس بولتزمن، پیاده سازی شرط مرزی است. پیاده سازی شرط مرزی برای دو نوع مرز مختلف بیان می شود. یکی مرزهای ساده، که منطبق بر خطوط شبکه ی متعامد بولتزمن هستند و دیگری مرزهای پیچیده، که منطبق بر خطوط شبکه ی بولتزمن نمی باشند. در این جا پیاده سازی شرط مرزی برای هر دو مرز به طور مفصل توضیح داده شده است. هم چنین شیوه ی بلوک سازی برای موانع با شکل های هندسی نامشخص در مسیر جریان توضیح داده می شود. در این پروژه، به حل جریان به روش لتیس بولتزمن روی مرزهای منحنی پرداخته شده است. از آن جایی که در این روش، نحوه ی اعمال شرایط مرزی تأثیر بسیاری در دقت نتایج دارد، لازم است که در برخورد با مرزهای منحنی الخط، مقادیر اعمال شده روی مرزها، به مقدار واقعی مرز نزدیک تر شده و از این طریق، حل مسئله ی جریان واقعی تر گردد. اعمال شرایط مرزی در روش لتیس بولتزمن، به ویژه برای مرزهای منحنی الخط، از پیچیدگی و اهمیت بیش تری برخوردار است. بنابراین در این جا تلاش شده است طرحی ارائه شود که این مقادیر را به مقدار واقعی در مرز نزدیک تر کند. در این طرح، مقادیر چگالی روی مرز با دو مقدار کمکی به دست می آید. در یکی از این مقادیر، چگالی با الگوی هندسی محاسبه می شود. در دیگری، چگالی با الگوی جرمی به دست می آید. در نهایت با استفاده از این دو مقدار کمکی، چگالی محاسبه می شود. محاسبه ی چگالی براساس این دو مقدار، شیوه ی جدیدی است که در این طرح از شرط مرزی منحنی ارائه شده است. پس از توضیح شرط مرزی در روش لتیس بولتزمن، به صحت سنجی نتایج حاصل به کمک مدل شرط مرزی جدید پرداخته شد. ابتدا حل جریان روی استوانه انجام شد و با مقایسه با نتایج پیشین، صحت مدل شرط مرزی جدید نشان داده شد. پس از اطمینان از صحت مدل شرط مرزی جدید، به بررسی دبی تولید شده با ریزپمپ لزجتی پرداخته شد. نتایج نشان داد که با به کار بردن دو روتور با قطر یکسان در ریزپمپ لزجتی، با افزایش فاصله ی بین دو روتور، ابتدا دبی تا یک مقدار بیشینه افزایش می یابد. سپس به دلیل افزایش بیش از حد این فاصله، دبی تولید شده افت می کند. هم چنین با بررسی خروج از مرکزی ریزپمپ ها، نشان داده شد که با افزایش پارامتر انحراف از مرکز، دبی تولید شده افزایش می یابد.
منابع مشابه
روش مرز غوطه ور- شبکه بولتزمن جهت مدلسازی جریان سیال غیرنیوتنی بر روی مرزهای منحنی
در این مطالعه با استفاده از روش مرز غوطه¬ور شبکه بولتزمن به مدلسازی جریان سیال غیرنیوتنی با مدل توانی بر روی سطوح منحنی پرداخته شده¬است. از جمله ویژگی¬های این روش در مطالعه حاضر، می¬توان به صورت فشاری معادلات شبکه بولتزمن جهت مدلسازی مناسب گرادیان فشار در سیستم مورد مطالعه اشاره کرد. بعلاوه جهت اعمال شرط مرزی عدم لغزش در اطراف مرز جسم، روش مرز غوطه¬ور به صورت ضمنی به کار گرفته شده است. همچنین ج...
متن کاملمدل شرط مرزی برای شبیه سازی مرزهای منحنی در روش لتیس بولتزمن
از آنجایی که الگوریتم لتیس بولتزمن در یک شبکه کارتزین تعریف می شود، مدل سازی مرزهای منحنی محدود به یک سری خطوط شکسته است که جدا از کاهش دقت شبیه سازی می تواند نتایج غیر فیزیکی نیز به دنبال داشته باشد. رایج ترین ایده برای بهبود دقت شبیه سازی، برونیابی اطلاعات لازم در گره های مرزی است. در اغلب تحقیقات گذشته، متناسب با فاصله گره تا مرز منحنی از دو رابطه برای انجام برونیابی استفاده شده است که می تو...
متن کاملروش بولتزمن شبکه‌ای حرارتی سه‌بعدی در ابعاد نانو برای مرزهای منحنی در رژیم گذار
روش بولتزمن شبکه‌ای حرارتی برای هندسه سه‌بعدی برای شبیه‌سازی جریان گاز رقیق با عامل حرکت فشاری درون کانال دایروی طولانی در محدوده اعدد نادسن 0/2 تا 1 بسط داده شده است. جمله برخورد به کمک مدل بی-جی-کی جایگزین شده و گسسته‌سازی سرعت توسط مدل دی-3-کیو-15 انجام شده است. رفتار غیرخطی گاز درون لایه نادسن که با ضخامتی در حدود چند برابر طول میانگین آزاد مولکول‌ها، توسط تابع تصحیح اعمال شده است. همچنین د...
متن کاملتحلیل اثرات حرارتی روی جریان الکترواسمتیک درون یک ریزمجرای تخت به روش لتیس بولتزمن
در این مقاله اثرات دمای سیال ورودی روی طرح جریان الکترواسمتیک درون یک ریزمجرای تخت با دیواره¬های دما ثابت توسط حل معادلات حاکم به روش لتیس بولتزمن تحلیل شده است. هدف اصلی این مطالعه جستجوی اثرات تغییر دما بر توزیع یون¬ها و به تبع آن، پتانسیل الکتریکی داخلی و میدان سرعت سیال می¬باشد. برای آنکه بتوان از معادله توزیع یون بولتزمن استفاده نمود از دمای میانگین کاسه¬ای برای هر مقطع از ریزمجرا استفاده ...
متن کاملترکیب روش سیال روح- شبکه بولتزمن با روش شارژ مجدد برای شبیه سازی مرزهای منحنی متحرک با انتقال حرارت
در این مقاله، در این مقاله، برای اعمال مرزهای منحنی حرارتی متحرک، برای اولین بار روش سیال روح- شبکه بولتزمن برای شبیه سازی مرزهای منحنی، با یک روش شارژ مجدد بر مبنای برونیابی، تلفیق شده است. در مرزهای متحرک در هر تکرار تعدادی از گره های دامنه جامد به دامنه سیال گام می گذارند که برای تخمین توابع توزیع مجهول انرژی و چگالی در چنین گره هایی از روش شارژ مجدد استفاده می شود. برای بررسی صحت روش ارائه ...
متن کاملمنابع 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 بیرجند - دانشکده مهندسی مکانیک
میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com
copyright © 2015-2023