شبیه سازی جریان گاز رقیق شده در میکرو/نانو نازل بوسیله روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو (dsmc)

پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه فردوسی مشهد - دانشکده مهندسی
نویسنده سید علی سعادتی
استاد راهنما احسان روحی گل خطمی
سال انتشار 1393

چکیده

میکرو/نانونازل ها ابزاری برای تولید نیروی پیشران در ریزماهواره محسوب می شوند. باتوجه به ابعاد این قبیل دستگاه ها، جریان درون آنها از رفتار پیوستگی فاصله گرفته و در ناحیه ی رقیق شده قرار می گیرد. از آنجا که به دلیل هندسه ی منحصر به فرد میکرو/نانونازل ها رژیم های مختلفی از رقیق شدگی در آن وجود دارد حل جریان درون آنها همواره پرهزینه بوده است. لذا هدف اصلی این پایان نامه جایگزینی طرح برخورد برنولی ساده شده (sbt) به جای طرح ntc در روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو (dsmc) می باشد به منظور کاهش هزینه ی محاسباتی می باشد. طرح sbt درسال 2011 توسط استفانوف به منظور کاهش هزینه ی محاسباتی ارائه گردید. در حقیقت طرح برخورد برنولی ساده شده این امکان را فراهم می کند تا با استفاده از تعداد ذرات شبیه سازی کمتر در مقایسه با طرح ntc علاوه بر حذف برخوردهای تکراری ممکن، دقت نتایج را حفظ نمود. از طرف دیگر حلگری که قابلیت حل جریان های رانده شده در اثر گرادیان فشار نظیر جریان میکرو/نانونازل ها را داشته باشد حلگری به نام dsmcfoamstrath است که تعمیم یافته ی حلگر معروف dsmcfoam بوده و متعلق به دانشگاه استرتکلاید می باشد. درنتیجه، در گام نخست طرح برخوردی مذکور (sbt) در حلگر مورد استفاده یعنی حلگر dsmcfoamstrath جایگزین گردید. در ابتدا، نشان می دهیم که حل عددی صحیح جریان در نازل با استفاده از شبکه نسبتاً درشت (در حدود طول پویش آزاد مولکولی) قابل انجام می باشد. پس از انجام این مهم، به منظور اعتبارسنجی طرح برخورد اِعمال شده دو هندسه ی میکروکانال و میکرونازل مورد آزمایش عددی قرار گرفت که نتایج بدست آمده حاکی دقت یکسان طرح برخوردی برنولی ساده شده در مقایسه با سایر روش های موجود می باشد. با اطمینان از دقت قابل قبول طرح برخوردی اِعمال شده، بررسی متغیرهای مهم موثر در جریان گاز رقیق شده درون میکرو/نانونازل ها هدف قرار گرفت. از این رو تأثیر پارامترهایی نظیر فشارخروجی، اندازه ی گلوگاه، گاز مورد استفاده و نظیر آن ها مطالعه گردید. از جمله نتایج کلیدی و مهم که در این تحقیق بدست آمد می توان به کاهش 47 درصدی هزینه ی محاسباتی، وقوع رفتار افزایشی-کاهشی (بایمودال) دما و عدم وقوع عدد ماخ برابر 1 در گلوگاه اشاره نمود.

منابع مشابه

مروری بر روش شبیه سازی مونت کارلو

متن کامل

بررسی جریان داخلی مخلوط گاز دوتایی درون یک استوانه دوار به روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو

در مقاله حاضر، جریان داخلی مخلوط حاوی گازهای آرگون و هلیوم درون یک استوانه دوار با سرعت زاویهای و دمای دیواره ثابت به روش شبیهسازی مستقیم مونت کارلو مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور بررسی وابستگی حل به تعداد مولکول مدل، از دو تعداد مولکول مختلف استفاده شده است. نتایج نشان میدهد که افزایش تعداد مولکولهای مدل، منجر به نتایج با دقت بیشتری می‎شود، اما منجر به افزایش زمان شبیه‎سازی میگردد....

متن کامل

کاربرد شبیه سازی مونت کارلو و فرایند قدم زدن تصادفی

کمّیت بخشی به عدم¬اطمینان یکی از مهمترین موضوعات در مباحث مالی می¬باشد، به¬طوریکه امروزه هر فعالیت مالی و سرمایه¬گذاری مستلزم ارزیابی و مدیریت ریسک است.یکی از مفاهیم کلیدی در مدیریت ریسک دارایی¬های مالی مفهوم «ارزش در معرض ریسک» می¬باشد. طی سالهای اخیر روشهای متنوعی به منظور اندازه¬گیری معیار مذکور توسط محققان ارائه گردیده که بکارگیری هر کدام از آنها به علت در نظر گرفتن فروض و مقدمات غیر مشابه، ...

متن کامل

بررسی جریان داخلی مخلوط گاز دوتایی درون یک استوانه دوار به روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو

متن کامل

ارزیابی روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو در مطالعه عددی جریان گازهای رقیق

در جریان گازهای رقیق، تعداد برخوردهای بین مولکولی جهت رسیدن به تعادل ترمودینامیکی کافی نمی باشد. همچنین، به دلیل تعداد کم مولکول ها در واحد حجم، فرض پیوسته بودن جریان معتبر نمی باشد. از همین رو، نمی توان از روش های معمول عددی که بر مبنای پیوستگی بنا نهاده شده است جهت پیش بینی رفتار جریان گازهای رقیق استفاده کرد. در تحقیق حاضر، قابلیت روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو در مطالعه عددی جریان گازهای ر...

شبیه سازی مونت کارلو پروتون درمانی برای سرطان پستان در فانتوم پستان فشرده شده

زمینه: به‌طور معمول در یک فرآیند پرتو درمانی با فوتون علاوه ‌بر سلول‌های سرطانی، به سلول‌های سالم نیز آسیب وارد می‌شود؛ اما در پروتون درمانی این آسیب‌های ناخواسته به حداقل خود می‌رسند. زیرا پروتون بیشترین میزان انتقال خطی انرژی را در ناحیه انتهای مسیر خود که به قله براگ مشهور است وارد می‌کند. در این مطالعه، بازه‌ی مفید انرژی برای درمان سرطان پستان و شار ذرات ثانویه تولید شده در فرآیند پروتون در...

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 مهندسی

کلمات کلیدی

شبیه سازی مستقیم مونت کارلو جریان رقیق شده

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com