در این تحقیق ابتدا با توجه به ویژگی های پدیده ی برخورد با سرعت بالا که عبارتند از تغییر شکل های بزرگ که منجر به یک مسئله ی غیر خطی هندسی و مادی میشود ، سطوح مادی در حال حرکت و سطوح آزاد ، مرزهای تغییر شکل پذیر و سیستم گسسته بر پایه ی قوانین محیط پیوسته، روشsph از میان روش های عددی انتخاب گردیده، سپس نحوه ی تخمین زدن متغیر میدان در این روش، روند فرمول نویسی sph و همچنین جایگاه این روش در میان روش های عددی بیان شده است. در ادامه معادلات حاکم و بیان sph این معادلات برای جامدات، تئوری الاستو- پلاستیک مورد استفاده برای دو حالت الاستوپلاستیک کامل و ترموویسکوپلاستیک با استفاده از مدل جانسون-کوک و معادله حالت که برای محاسبه ی فشار حاصل از هیدرودینامیک ناشی از استحکام ماده بکار رفته است، ذکر شده و با توجه به این روابط یک الگوریتم حل مناسب برای اعمال روش sph در مسائل مربوط به جامدات، ارائـه شده است. سپس معادلات حاکم در مختصات استوانه ای آورده شده اند و با توجه به اصلاحی که در نحوه ی تخمین sph در مختصات استوانه ای اعمال گردیده، معادلات حاکم برای حل مسائل تقارن محوری جامدات با بیانsph حاصل شده اند. بر اساس الگوریتم ارائـه شده و روابط بدسـت آمده، یک برنامه ی کامپیوتری نوشته شده و با استفاده از آن پدیده ی برخورد با سرعت بالا و نفوذ بصورت دو بعدی در حالت کرنش صفحه ای در جامدات بررسی شده اند. همچنین آزمایش برخورد تیلور، به صورت تقارن محوری شبیه سازی شده است.نحوه ی توزیع تنش موثر،کرنش پلاستیک موثر و دما در دامنه-ی مسئله برای هر سه مثال بدست آمده است.در پدیده ی نفوذ نتایج با نتایج تجربی و در آزمایش برخورد تیلور نتایج با نتایج روش های عددی دیگر مورد مقایسه قرارگرفته اند .

در این پایان نامه رفتار موج تراک (دتونیشن) در محیط غیرایده آل مورد مطالعه قرار گرفته است. محیط غیرایده آل محیطی است که در آن، عوامل خارجی سبب انحراف رفتار تراک از رفتار حالت ایده آل می شوند. در حالت ایده آل مکانیزمهای اتلافی نظیر اصطکاک و انتقال حرارت وجود ندارند و رفتار تراک تنها تحت تاثیر نرخ واکنشهای سینتیک شیمیایی است. یکی از عوامل خارجی، اصطکاک است که روی رفتار موج تاثیر می گذارد. در تحقیق حاضر، مدلسازی تراک بر اساس معادلات اولر یک بعدی با در نظر گرفتن اصطکاک، به صورت اضافه نمودن ترم چشمه مومنتوم در معادله اولر (بقای مومنتوم) و با مدل سینتیک یک مرحله ای آرنیوسی انجام شده است. برای شبیه سازی جریان و حل معادلات اولر، از روش ppm استفاده شده است. از الگوریتم تعقیب بقایی جبهه موج ضربه ای به منظور قرار دادن شبکه ریزتر (تطبیق شبکه amr) در مکان موج استفاده شده است. مطالعه اثر اصطکاک به صورت پارامتریک بر روی رفتار تراک و در طیف وسیعی از مخلوطهای با انرژی های فعالسازی متفاوت از کم (تراک کاملاً منظم) تا زیاد (تراک کاملاً نامنظم) صورت گرفته است. نتایج نشان داده اند که با افزایش اصطکاک، رقابت میان نرخ انرژی آزاد شده از واکنش شیمیایی و نرخ اتلاف انرژی توسط اصطکاک (تبدیل انرژی جنبشی به حرارت)، تراک پایدار را به سمت ناپایداری برده است. در تراک کاملا پایدار، اگر افت مومنتوم ایجاد شده بخاطر وجود اصطکاک کم باشد، تولید و اتلاف انرژی ها با هم موازنه شده و تراک، پایداری خود را حفظ می کند، اگرچه مقادیر متوسط سرعت و یا فشار تراک نسبت به حالت ایده آل کمتر می شود. با زیاد شدن اثر اصطکاک رفتار تراک نوسانی شده و به سمت افزایش ناپایداری می رود. نتایج حاصل نشان دادند که موج تراک در تمام محدوده انرژی های فعالسازی بررسی شده از مقادیر کم تا زیاد، با بیشتر شدن اصطکاک از یک حد بحرانی، دچار میرایی می شوند که باتوجه به مقدار انرژی فعالسازی، مکانیزم دخیل در میرایی آن تفاوت می کند. در انرژی فعالسازی زیر مرز پایداری، تضعیف تراک با افت فشار موج ضربه ای و کاهش نرخ واکنش شیمیایی، سبب میرایی شده است درحالیکه در انرژی فعالسازی بالای مرز پایداری، اضافه بر مکانیزم فوق، مکانیزم تشکیل بسته های نسوخته نیز مشاهده شده است.

با توجه به مشکلات مربوط به مصرف سوخت های فسیلی مانند تجدید ناپذیر بودن، آلودگی محیط زیست و قیمت بالا، تلاش ها برای جایگزینی آن ها با انرژی های تجدیدپذیر از جمله انرژی خورشیدی بیشتر شده است. کلکتورهای خورشیدی از جمله مهم ترین وسایل جذب انرژی گرمایی خورشیدی هستند. یکی از مدرن ترین نوع کلکتور ها، کلکتور خورشیدی غیرشیشه ای (بدون پوشش) نفوذپذیر است که در آن ها تبادل حرارتی با عبور جریان هوا از روزنه های صفحه جاذب صورت می گیرد. در این تحقیق به بررسی اثر تغییرات پارامتر های هندسی مانند قطر و گام روزنه ها و پارامتر های غیر هندسی مانند جریان باد و مقدار شار تابش خورشیدی برخوردی بر عملکرد کلکتور خورشیدی غیرشیشه ای نفوذپذیر پرداخته شده است. این بررسی ابتدا توسط یک تحلیل کلی عددی از طریق معادلات تعادل انرژی و بقای جرم انجام شده است و برای مدل سازی اثر باد معادلات حاکم توسعه داده شده اند. همچنین بکارگیری این سیستم برای یک سالن نمونه بررسی و برآورد اقتصادی و بازگشت سرمایه محاسبه گردیده است. سپس تحلیل دو بعدی، با استفاده از شبیه سازی توسط نرم افزار فلوئنت صورت گرفته است. این شبیه سازی برای بررسی صحت فرضیه همدما بودن سطح کلکتور و مقایسه نتایج با تحلیل کلی انجام شده است. نتایج بدست آمده نشان داده است که افزایش قطر و گام روزنه ها منجر به کاهش ضریب تأثیر تبادل حرارتی کلکتور می شود. افزایش سرعت باد با توجه به مقدار سرعت نزدیک شدن هوا به کلکتور موجب کاهش یا افزایش بازده می شود. این روند به دلیل نتیجه تقابل اتلافات حرارتی جابجایی توسط باد و تشعشعی به محیط در روی صفحه جاذب با انتقال حرارت از صفحه جاذب به هوای ورودی به کلکتور می باشد. نتایج بدست آمده از شبیه سازی دو بعدی تطابق قابل قبولی با نتایج تحلیل کلی دارد. بر مبنای نتایج این شبیه سازی تغییرات دمای سطح کلکتور در راستای ارتفاع دو متری آن، فقط در حدود 10 درجه سلسیوس است.

با توجه به کاربردهای وسیع انکسار تراک در صنایع نظامی، موتورهای تراک ضربانی و ایمنی انتقال مواد تراک پذیر از یک محیط به محیط دیگر، این پدیده در سالیان اخیر به شدت مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق شبیه سازی دوبعدی انکسار تراک گازی از کانالی کوچک به کانال با پهنای بزرگتر انجام شده است. به منظور مدل کردن پدیده، از معادلات واکنشی اویلر و مدل سینتیکی یک مرحله ای آرنیوسی استفاده شده است. برای بررسی رفتار تراک، محدوده ای از مخلوط های گازی با ساختار سلولی کاملا منظم تا کاملا نامنظم در نظر گرفته شده اند. نتایج حاصل نشان داده اند که بطور کلی تراک در هنگام انتقال به کانال با پهنای بیشتر، بخاطر بوجود آمدن امواج انبساطی و تاثیر آن روی نرخ واکنش، تضعیف می شود. اثر تغییر نسبت سطح مقطع روی انکسار تراک بررسی شده است. افزایش نسبت پهنای کانال روی رفتار تراک مخلوط گازی با انرژی فعالسازی 15 که دارای تراک با ساختار سلولی کاملا منظم است، نشان داده که محل آغازش دوباره تراک در کانال های با نسبت پهنای بزرگتر، در فواصل دورتری از محل تغییر سطح مقطع اتفاق می افتد. این یافته بیانگر تضعیف بیشتر تراک در کانال با نسبت پهنای بیشتر است. در این مخلوط ها، برخورد امواج عرضی موجود در جبهه تراک با مرزهای کانال و انعکاس آنها از عوامل مهم آغازش دوباره تراک است. نتایج نشان دادند که در مخلوط گازی با انرژی فعالسازی20 و دارای تراک با ساختار سلولی نسبتا نامنظم، اگر امواج عرضی با بسته های نسوخته موجود در کانال با پهنای بیشتر برخورد کنند، حرارت ایجاد شده ناشی از این برخورد، مکانیزم دیگری برای آغازش دوباره تراک را فراهم می کند. از طرف دیگر، مکانیزم های تشکیل خودبه خودی امواج عرضی در این مخلوط ها در آغازش دوباره تراک بسیار موثرند. در مخلوط گازی با انرژی فعالسازی 28.5 و دارای تراک با ساختار سلولی کاملا نامنظم، نسبت به مخلوط های با ساختار سلولی منظم تاثیر افزایش پهنای کانال روی رفتار تراک بسیار بیشتر می باشد. این یافته بخاطر حساسیت بسیار بیشتر این مخلوطها به تغییرات دما است. با افزایش نسبت پهنای کانال، اثرات امواج انبساطی باعث کاهش شدید نرخ واکنش و افزایش فاصله بین موج ضربه ای پیشرو و ناحیه واکنش شده است. این تضعیف به حدی است که در نسبت پهنای کانال 3، مکانیزمهایی مثل برخورد و انعکاس امواج عرضی با دیواره ها و یا برخورد امواج عرضی با بسته های نسوخته و ایجاد نقاط داغ، باعث آغازش مجدد تراک نشده است.

در این پژوهش یک تحلیل تئوری- محاسباتی با استفاده از روش ?-ntu، روی انتقال حرارت جریان نانوسیال آب- اکسید مس در یک مبدل حرارتی صفحه ای انجام شده و تأثیر بکارگیری نانوسیال بعنوان خنک کننده بررسی شده است. خواص ترموفیزیکی سیالات، وابسته به دما فرض شده اند. محاسبات از طریق کد کامپیوتری نوشته شده به زبان فرترن انجام گرفته است. در ابتدا نتایج حاصل از کار حاضر، با آنچه که توسط دیگر محققین از طریق آزمایش در هندسه ای مشابه بدست آمده، مقایسه شده است. سپس تأثیر تغییرات دما و کسر حجمی نانوذرات بر خصوصیات ترموفیزیکی نانوسیال بررسی شده است. در ادامه به بررسی تأثیر بکارگیری نانوسیال بر نرخ انتقال حرارت، ضریب انتقال حرارت کلی، بازده مبدل حرارتی، افت فشار و دماهای خروجی سیالات سرد و گرم پرداخته شده است. همچنین تأثیر تغییرات عدد رینولدز، دمای سیال سرد ورودی، اندازه و کسر حجمی نانوذرات بر نرخ انتقال حرارت، افت فشار و بازده مبدل در دو حالت سیال پایه و نانوسیال مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه دو حالت جریان مخالف و موازی در مبدل حرارتی از دیگر مواردی است که به آن پرداخته شده است. همچنین اثر بکارگیری روابط کلاسیک همیلتون-کراسر و برینکمن برای محاسبه ضریب هدایت حرارتی و لزجت نانوسیال بررسی شده که نشان می دهد، این روابط علیرغم کاربرد فراوان، روابط مناسبی برای محاسبه خواص نانوسیالات نیستند. از جمله نتایج بدست آمده افزایش نرخ انتقال حرارت، افت فشار و بازده مبدل حرارتی و در مقابل کاهش دماهای خروجی سیالات سرد و گرم با افزایش کسر حجمی و افزایش رینولدز سیال سرد است. همچنین با افزایش رینولدز سیال گرم، نرخ انتقال حرارت افزایش یافته، اما بازده کاهش می یابد و با بالا رفتن دمای سیال سرد، نرخ انتقال حرارت و بازده مبدل حرارتی کاهش می یابد. در نهایت باید توجه داشت که استفاده از نانوسیالات بدلیل افت فشار زیادی که نسبت به سیالات معمول ایجاد می کنند، همیشه نمی تواند سودمند باشد و باید بهبود انتقال حرارت در مقابل افزایش افت فشار مورد ارزیابی قرار گیرد.

در این تحقیق، احتراق پیش آمیخته در یک مشعل چرخشی مورد مطالعه تجربی قرار گرفته است. ابتدا نحوه ی کارکرد مشعل چرخشی و وسائل به کار گرفته شده در آزمون های تجربی توضیح داده شده است. برای ایجاد شعله ی چرخشی از چرخاننده ای با زاویه ی چرخش45 درجه در مسیر ورودی هوا،استفاده شده است.برای بررسی تشکیل شعله ی چرخشی vشکل، خاموشی شعله و برگشت شعله که بیانگر محدوده پایداری است. نتایج آزمون ها بر حسب نرخ آتش، سرعت محوری جریان خروجی و نسبت هم ارزی ارائه شده است. بر اساس آزمایش های انجام گرفته در نرخ آتش های مختلف و سرعت های مختلف ورودی مخلوط، شعله ی چرخشیv شکل در مخلوط رقیق سوخت و هوا (1>?) تشکیل می شود. همچنین مقادیر سرعت جریان مربوط به تشکیل شعله v شکل محاسبه شده و ملاحظه شد که با افزایش نرخ آتش این سرعت افزایش می یابد. زمانی که در اثر افزایش نرخ آتش شعله v شکل تشکیل می شود نسبت هم ارزی مربوط به خاموشی شعله نیز به طور ناگهانی افزایش می یابد. به عبارت دیگر محدوده پایداری شعله تا نسبت هم ارزی بیشتری افزایش می یابد. به جز در جهش مذکور نسبت هم ارزی مربوط به خاموشی تقریباً به نرخ آتش بستگی ندارد و تنها تابع سرعت مخلوط خروجی است.همچنین با افزایش نرخ آتش،مقادیر سرعت محوری جریان خروجی مربوط به خاموشی نیز در لحظه ی تشکیل شعله v شکل به طور ناگهانی کاهش می یابد و در موارد دیگر به طور تقریباً خطی افزایش می یابد. محدوده ی سرعت مربوط به خاموشی m/s 5/1 تا m/s 5/7 می باشد. کلمات کلیدی: مشعل چرخشی-پایداری شعله-شعلهvشکل-شعله پیش آمیخته

در این مطالعه عملکرد گرمایی دیواره یک ساختمان متشکل از مواد تغییرفازدهنده به صورت عددی مطالعه شده است. دیواره از سه لایه شامل لایه های بیرونی و داخلی از جنس فایبرگلاس و لایه میانی از جنس ماده تغییرفازدهنده تشکیل شده است. ضخامت مجموع لایه های بیرونی و داخلی و ضخامت لایه میانی ثابت فرض شده است و لذا عملکرد دیواره ترکیبی با توجه به موقعیت لایه میانی قابل بررسی است. دما در سمت داخلی دیواره ثابت و برای آن در سمت خارجی جداره، دو شرط مرزی مختلف درنظر گرفته شده است. در یک شرط مرزی دما در مرز بیرونی بر اساس تغییرات دمای محیط اطراف و به شکل یک تابع سینوسی است و در شرط مرزی دوم، اثر تابش خورشیدی نیز اضافه شده است. معادله بقای انرژی تحت شرایط حاکم با کمک روش تفاضل محدود به صورت صریح گسسته سازی و حل شده است. مدل سازی خواص ترموفیزیکی ماده تغییر فازدهنده در حین تغییر فاز نشان داده است که تغییرات ضریب هدایت حرارتی، بیشترین تاثیر را بر رفتار حرارتی دیواره دارد و تغییرات سایر خواص اثر چندانی بر انرژی خروجی از دیواره ندارند. برای بررسی عملکرد دیواره ترکیبی، تغییرات شار حرارتی خروجی از مرز داخلی دیواره و میزان ذوب شدگی ماده تغییرفازدهنده برای هر یک از شرایط مرزی رسم شده است. نتایج حاکی از آن است که عملکرد مناسب مواد تغییرفازدهنده در دیواره، وابسته به استفاده از ماده تغییرفازدهنده مناسب و موقعیت مکانی مناسب آن است. نتایج نشان داد که برای ایجاد شرایط بهینه، با کاهش دمای متوسط محیط، لایه میانی باید به سطح خارجی دیواره بیرونی نزدیک شود. همچنین مشخص شد که شار حرارتی خروجی از دیواره همزمان با آغاز فرآیند تغییر فاز در لایه میانی، مقدار ثابتی دارد. نتایج حل عددی نشان می دهد با توجه به موقعیت قرارگیری ماده تعییر فاز دهنده در دیواره، استفاده از این مواد موجب کاهش انرژی خروجی بین 11 تا 28% برای شرایط مرزی اول و 8 تا 25% برای شرایط مرزی دوم در ساعات اوج مصرف می شود. این یافته مشخص می کند که دیواره ترکیبی در ساعات اوج مصرف، از ورود انرژی حرارتی به داخل ساختمان جلوگیری می نماید. این امر نقش بسزایی در انتقال بار حرارتی در ساعات اوج مصرف به ساعات دیگر که از اهداف مدیریت انرژی در ساختمان ها است، دارد.

با توجه به کاربردهای وسیع تراک در صنایع نظامی، موتورهای تراک ضربانی و ایمنی انتقال مواد تراک پذیر از یک محیط به محیط دیگر، این پدیده در سالیان اخیر بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. شتاب گیری شعله ی ضعیف ایجاد شده در یک مخلوط احتراقی و انتقال آن به تراک یکی از مهمترین پدیده هایی است که سالیان متمادی موضوع مطالعات تجربی و عددی گسترده ای بوده است. در این پایان نامه شبیه سازی دوبعدی پدیده ی شتاب گیری شعله و انتقال از شعله به تراک انجام شده است. به منظور مدل کردن پدیده، از معادلات واکنشی ناویراستوکس با مدل سینتیک یک مرحله ای آرنیوسی و در نظر گرفتن اثرات پدیده های نفوذ شامل لزجت و هدایت گرمایی استفاده شده است. روند شتاب گیری شعله و انتقال به تراک در کانال محتوی مخلوط احتراقی با انرژی فعال-سازی های 15، 16 و 17 بررسی شده است. اثر تغییر پهنای کانال، اغتشاشات اولیه و نیز پدیده های نفوذ شامل روند پدیده انتقال از شعله به تراک بررسی شده است. نتایج بدست آمده نشان داده اند که افزایش انرژی فعال سازی مخلوط احتراقی باعث به تعویق افتادن پدیده ی انتقال از شعله به تراک می شود. از طرف دیگر در هر انرژی فعال سازی، با افزایش پهنای کانال، آغازش تراک در مکان دورتری نسبت به ابتدای کانال رخ می دهد. نتایج شبیه سازی حاضر مشخص نمود که استفاده از معادلات واکنشی ناویراستوکس به جای معادلات اویلر موجب تسریع در فرایند شتاب گیری و انتقال از شعله به تراک می شود. این نتایج نشان دادند که با افزایش انرژی فعال سازی ، نقش پدیده های نفوذ بیشتر می گردد. اعمال اغتشاشات چگالی در ابتدای کانال نیز نقش بسیار موثری در افزایش نرخ شتاب گیری شعله داشته و باعث می شود انتقال به تراک سریع تر اتفاق بیفتد. نتایج نشان می دهند هرچقدر طول بازه ی اعمال اغتشاشات چگالی بزرگ تر بوده و فاصله ی کمتری نسبت به ابتدای کانال داشته باشد، تاثیر آن در تسریع آغازش تراک بیشتر است.

اثرات نفوذ در ساختار تراک های گازی در مخلوط های واکنشی با انرژی فعال سازی مختلفو همچنین نقش نفوذ در مصرف بسته های نسوختهدر این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است. برای شبیه سازی ساختار تراک معادلات کامل ناویر-استوکس شامل کلیه ترم های لزجت، نفوذ جرم و حرارت و هدایت حرارتی با استفاده از مدل شیمیایی یک مرحله ای آرنیوسی حل شده اند. درکارحاضرکد موجودتوسط کلیه عبارات نفوذ جرم و حرارت توسعه داده شده است. نتایج حاضر نشان دادند که نفوذ حرارت در ساختار جبهه تراک تاثیر زیادی دارد. در مخلوط گازی با انرژی فعال سازی بالا، نفوذ حرارت باعث ایجاد ناپایداری های جدید شده که روی ناپایداری های هیدرودینامیکی نیز تاثیر گذاشته است. نتایج بدست آمده با عدم در نظر گرفتن ترم نفوذ حرارت در مخلوط با انرژی فعال سازی بالا، بیانگر وجود بسته نسوخته های جدا شده از جبهه تراک و در فاصله دور از جبهه می باشند درحالیکه با درنظر گرفته ترم نفوذ حرارت، این بسته های نسوخته بخاطر ایجاد ناپایداری های جدید و تقویت ناپایداری های هیدرودینامیکی سوخته اند. همچنین نتایج مشخص نمودند که بسته های نسوخته متصل به جبهه تراک مانند بسته های نسوخته زبانی شکل، با ایجاد ناپایداری های جدید بخاطر نفوذ حرارت، کوچکتر شده و بیشتر مصرف شده اند. در انرژی فعال سازی بالا، طول ناحیه واکنش با در نظر گرفتن ترم نفوذ کمتر شده است که بیانگر افزایش نرخ واکنش می باشد. بطور کلی در مخلوط های با انرژی فعال سازی بالا، نفوذ حرارت با مصرف بیشتر مواد نسوخته گازی باعث قوی تر شدن تراک شده است. در مخلوط های با انرژی فعال سازی کم اثرات نفوذ در مقایسه با انرژی فعال سازی بالا تاثیر کمتری روی جبهه تراک داشته اند. بررسی سرعت متوسط پیشروی موج تراک در مخلوط گازی نشان داد که در نظرگرفتن اثرات نفوذ باعث افزایش سرعت پیشروی تراک، بخصوص در مخلوط های گازی با انرژی فعال سازی بالا شده است.

در تحقیق حاضر به تحلیل حرارتی یک اتاقک پیش ساخته (کانکس) نمونه با دیوارهای حاوی مواد تغییرفازدهنده پرداخته شده است. برای این منظور، معادلات حاکم شامل معادلات بقای انرژی برای دیوارها و معادله تعادل دمایی اتاق منفصل شده و سپس یک برنامه عددی بر اساس روش اختلاف محدود ضمنی تهیه شد. شبیه سازی با گام زمانی 60 ثانیه برای بازه زمانی یک سال برای پنج شهر مختلف ایران که نماینده پنج اقلیم متفاوت می-باشند، انجام گرفت. با استفاده از نتایج حل عددی تأثیر پارامترهای مختلف، از جمله پارامترهای اقلیمی، دمای ذوب ماده تغییرفازدهنده، ضخامت لایه ماده تغییرفازدهنده، دیوار محل قرارگیری ماده تغییرفازدهنده و نرخ تعویض هوای اتاق، بر روی دمای اتاق و ذخیره-سازی گرمای درون اتاق مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که با استفاده از مواد تغییرفازدهنده می توان نوسانات دمای اتاق را تا 5 درجه سلسیوس کاهش داد، اما با این وجود میزان تأثیر مواد تغییرفازدهنده به شرایط اقلیمی وابسته است. با استفاده از نتایج شبیه سازی می توان نتیجه گیری نمود که برای فصول گرم ماده تغییرفازدهنده با دمای ذوب بالاتر (28 درجه سلسیوس) مناسب تر است در حالی که برای فصول سرد بهتر است ماده تغییرفازدهنده با دمای ذوب کمتر (22 درجه سلسیوس) انتخاب شود. همچنین برای اکثر شهرها تأثیر استفاده از ماده تغییرفازدهنده در سقف بیشتر از دیوارهای جنوبی، شمالی، شرقی و غربی می باشد. به علاوه، هرچه نرخ تعویض هوای اتاق کمتر باشد، تأثیر استفاده از مواد تغییرفازدهنده در کاهش نوسانات دمایی و صرفه جویی در مصرف انرژی، افزایش می-یابد.

بهینه سازی انرژی به عنوان یک راهکار اساسی برای کاهش مصرف انرژی و نیز کاهش آلاینده های در کشورهای پیشرفته دنیا مطرح شده است. یکی از مهمترین راهکارهای بهینه سازی انرژی، استفاده از سیستمهای تولید همزمان برق و حرارت می باشد. سیستم های تولید همزمان برای تولید انرژی الکتریکی و در نزدیک محل مصرف نصب می شوند و بارهای گرمایشی مورد نیاز را تامین نیز می کنند، موجب کاهش اتلافات ناشی از توزیع و انتقال برق در شبکه می شوند. در تحقیق حاضر، طراحی و امکان سنجی یک سیستم تولید همزمان برق و حرارت در مقیاس کوچک مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور ابتدا به معرفی سیستم های تولید همزمان و نحوه کارکرد آنها پرداخته شده و سپس با توجه به شرایط ساختمان نمونه مورد مطالعه، تجهیزات آن طراحی و انتخاب شده است. در این مطالعه از یک موتور احتراق داخلی گازسوز با ظرفیت 30 کیلووات به عنوان محرک اولیه استفاده شده است و با توجه به شرایط عملکردی این موتور، دو نوع طرح مورد بررسی قرار گرفته است. در هر طرح با توجه به مشخصات ورودی و خروجی موتور احتراق داخلی، دو نوع مبدل حرارتی صفحه ای و لوله و پوسته با استفاده از نرم افزارهای تجاری طراحی شده است. در طرح اول از یک مبدل صفحه ای به منظور پیش گرم کردن آب مصرفی استفاده شده است و سپس آب پیش گرم شده وارد مبدل پوسته و لوله می شود تا گرمایش مورد نیاز ساختمان نمونه را فراهم کند. در طرح دوم مقداری از آب گرم توسط مبدل صفحه ای و مابقی آن توسط مبدل پوسته و لوله گرم می شود. برای بررسی دو طرح ابتدا مقایسه آنها بر اساس راندمان انرژی انجام شده است. نتایج نشان دادند که با توجه به مقادیر بدست آمده از تحلیل انرژی، راندمان کلی دو سیستم بالا بوده و تفاوت چندانی با هم ندارند، ولی در مقایسه با سیستم های مجزا مقدار بسیار بالاتری دارد. با توجه به آنکه برای مقایسه دو طرح تنها مقایسه راندمان انرژی کفایت نمی کند، تحلیل اگزرژی دو سیستم نیز انجام شده است. مقدار راندمان اگزرژی موتور احتراق داخلی با توجه به نرخ تخریب بالای آن، زیاد می باشد و علت آن بازیابی حرارت از گرمای گازهای داغ خروجی و آب خنک کننده موتور است. در طرح اول بیشترین راندمان اگزرژی مربوط به مبدل صفحه ای و در طرح دوم مربوط به مبدل پوسته و لوله است. همچنین مقدار نرخ تخریب اگزرژی برای طرح شماره 1 کمتر بوده است.

در این پژوهش به طراحی و بررسی عمل کرد رکوپراتوراز نوع صفحه ای مارپیچ مورد استفاده در میکروتوربین 200 کیلو وات،که از نوع رکوپراتور سطوح اولیه می باشد، پرداخته شده است.به دلیل اینکه در مراجع موجود، روابطی برای ضریب اصطکاک و ضریب انتقال حرارت و افت فشار و انتقال حرارت رکوپراتور صفحهای مارپیچ ارائه نشده است، برای طراحی ابعاد، از الگوریتم طراحی مبدل حرارتی صفحه ای مارپیچ و روش بیشینه افت فشار مجاز استفاده شده است.تحلیل عددی با نرم افزار فلوئنت انجام و صحت سنجی نتایج نرمافزار برای چند مسئله مشابه اثبات شده است.تحلیل سیکل میکروتوربین با نرم افزار گس تورب انجام شده است.

در این تحقیق عملکرد کلی مینی کانال های پره دار به صورت عددی برای اعداد رینولدز کم بررسی شده است. در این شبیه سازی از نانوسیال آب-مس با کسرحجمی بین 0 تا 6% به عنوان سیال عامل استفاده شده است و برای انتخاب بهینه ترین پره، پارامترهای مختلفی از جمله فاصله طولی، ارتفاع، تعداد، نسبت منظری و شکل هندسی این پره ها تغییر می کند. نتایج نشان می دهند که به طور کلی استفاده از پره به دلیل افزایش سطح تماس سیال با جامد موجب افزایش انتقال حرارت می شود ولی بسته به میزان اهمیت افت فشار حاصل، همواره استفاده از پره در مینی کانال ها عملکرد مناسبی از خود نشان نمی دهد. در صورت استفاده از سیال خالص پره ها می توانند مقاومت حرارتی را بیش از 45 درصد کاهش دهند و در صورت استفاده از نانوسیال با کسر حجمی 6% انتقال حرارت بیش از 25 درصد افزایش می یابد.

از جمله روش های بهره برداری از انرژی گرمایی خورشید، استفاده از کلکتورهای هواگرمکن خورشیدی می باشد. در این مطالعه به بررسی عملکرد حرارتی هواگرمکن خورشیدی با واحد ذخیره سازی حرارت پرداخته شده است. واحد ذخیره سازی حرارت شامل موادی که حرارت را به شکل محسوس در خود ذخیره می کنند مانند گرانیت و همچنین مواد تغییر فاز دهنده می باشد. استفاده از مواد تغییر فاز دهنده به دلیل کاهش جرم و حجم واحد ذخیره سازی حرارت و نیز دارا بودن چگالی ذخیره سازی حرارت بالاتر نسبت به موادی که حرارت را به شکل محسوس در خود ذخیره می کنند، مورد توجه است. با اعمال معادلات بقای انرژی برای اجزای مختلف هواگرمکن و با فرض جریان یک بعدی و ناپایا، مدل سازی سیستم کلکتور هواگرمکن خورشیدی انجام شده است. معادلات به روش تقریبی تحلیلی حل شده و نتایج با استفاده از روش سعی و خطا به دست آمده اند.

در این پایان نامه جریان همزمان انتقال حرارت و جرم در یک رطوبت گیر هوا توسط جاذب مایع با جریان مخالف مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا توضیحاتی در مورد محلول های جاذب مایع و استفاده از آنها در سیکل های تهویه داده شده است. نحوه مدلسازی و معادلات اساسی حاکم بر فرآیند رطوبت گیری از هوا و شرایط مرزی آن بیان شده و در مورد روش های حل این معادلات بحث شده است. برای حل معادلات حاکم کد کامپیوتری به زبان fortran و بر اساس روش ?-ntu تهیه شده است. نتایج عددی برای شرایط مختلف ورودی هوا و جاذب مایع بدست آمده و صحت این نتایج با مقایسه آنها با نتایج تجربی و نتایج روش اختلاف محدود تائید شده است. مطالعاتی بر روی چگونگی تغییرات مقدار جذب رطوبت از هوای مرطوب ورودی توسط مایع جاذب، با توجه به پارامترهای مختلف طراحی مثل دبی جرمی و دمای هوای ورودی، دبی جرمی و دمای مایع جاذب و غیره صورت گرفته است. بر اساس نتایج حاصله مشاهده شده است که با افزایش ntu کارآیی سیستم افزایش می یابد. همچنین با کاهش دبی جرمی جاذب، توانایی جاذب در جذب انرژی کافی از هوای مرطوب جهت تقطیر بخار آب کاهش یافته و رطوبت کمتری را جذب می کند. غلظت بیشتر جاذب باعث رطوبت گیری بیشتر شده و کارآیی رطوبتی سیستم را افزایش می دهد. این افزایش غلظت با میزان محلولیت نمک جاذب محدود می شود. به علاوه کاهش دمای جاذب ورودی باعث پایین آمدن فشار بخار آن و افزایش رطوبت گیری می شود. همچنین تغییرات دما و رطوبت هوای خروجی با توجه به شرایط آب و هوایی محل مورد نظر مورد بررسی قرار گرفته و بهترین شرایط آب و هوایی محل مورد استفاده به صورت تئوری تخمین زده شده است. بر اساس نتایج حاصله مشاهده شده است که کارآیی سیستم های جاذب مایع در مناطق معتدل و مرطوب بیشتر است. در پایان پس از جمع بندی و نتیجه گیری، پیشنهاداتی جهت بهبود کارکرد و بازدهی سیستم ارائه شده است.

وجود جریان جابجایی آزاد درون محفظه ای که از یک مذاب در حال انجماد پر شده است باعث پدیدار شدن یک ساختار غیر همگن و درشت دانه در محصول نهایی می گردد. بمنظور رفع این مشکل، دانشمندان علم مواد از دانش هیدرودینامیک مغناطیسی کمک گرفته، و با اعمال یک میدان مغناطیسی مناسب بر مذاب درون محفظه، جریان جابجایی را کاهش داده و یک ساختار ریز دانه و همگن در محصول نهایی بوجود آورده اند. در این تحقیق، با نوشتن یک برنامه کامپیوتری، به بررسی عددی تأثیر اعمال یک میدان مغناطیسی ثابت بر جریان جابجایی آزاد و میدان دما در حالت گذرا و آرام درون یک محفظه دو بعدی حاوی فلز گالیم مذاب با عدد پرانتل 0.02 برای سه مسئله مختلف در محفظه ای با دیواره های جانبی دما ثابت و دیواره های جانبی شار حرارتی ثابت پرداخته شده است. علاوه بر بررسی تأثیر قدرت میدان مغناطیسی (عدد هارتمن) بر میدان جریان و میدان دما، تأثیر تغییرات پارامترهای مختلف دیگری نظیر عدد رایلی، زاویه قرارگیری محفظه نسبت به افق، زاویه اعمال میدان مغناطیسی و نسبت ابعاد محفظه بر میدان جریان و میدان دما مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. برای تبدیل معادلات دیفرانسیل به معادلات جبری از روش حجم محدود ارائه شده توسط پاتنکار استفاده شده است. نتایج حاصله بصورت خطوط دما ثابت، خطوط جریان و همچنین نمودارهای تغییرات ضریب انتقال حرارت ارائه شده است. نتایج نشان دادند که با افزایش عدد هارتمن، بخاطر تقابل نیروی لورنتز با نیروی شناوری، از مقادیر سرعت درون محفظه کاسته شده و در نتیجه ماکزیمم قدر مطلق تابع جریان و نرخ انتقال حرارت کلی بین دیواره های گرم و سرد محفظه کاهش یافته و جابجایی آزاد تضعیف می شود. همچنین با اعمال یک میدان مغناطیسی مناسب می توان جابجایی آزاد را از بین برده و و به سمت هدایت خالص پیش رفت. همچنین جابجایی تضعیف شده در اعداد هارتمن بالا، قابل محو شدن با افزایش زاویه انحراف محفظه از 0 تا 90 درجه در خلاف جهت عقربه های ساعت می باشد. همچنین کمترین مقدار عدد ناسلت متوسط مربوط به اعمال میدان مغناطیسی در راستای عمود بر شتاب ثقل برای اعداد رایلی بالا و انتخاب محفظه ای با نسبت ابعاد 2 برای تمام اعداد رایلی می باشد.

جریان لزج، آرام و تراکم ناپذیر اطراف اجسام bluff به روش گردابه تصادفی و با استفاده از طرح هیبرید مطالعه گردیده است و این روش برای شبیه سازی جریان اطراف ایرفویل بهمراه اسپیلر توسعه داده شده است . معادله ناویراستوکس بفرم ورتیسیتی، به روش گام جزء به جزء به دو مطالعه خطی پخش و غیرخطی جابجائی تفکیک می گردد. در این روش معادلات بدنبال هم حل می شوند، بدین صورت که در هر فاصله زمانی ابتدا معادله پخش با شرایط اولیه حل می شود و سپس معادله جابجایی با استفاده از حل معادله پخش بعنوان شرط اولیه حل می گردد. روش گام تصادفی برای حل معادله پخش و روش cic برای حل معادله جابجائی بکار برده می شود. ورتیسیتی توسط ورتکسهای نقطه ای مدل شده و ورتکسهای جدید برای ارضاء شرط سرعت مماسی صفر، روی سطوح بوجود می آیند. ورتکسها با گام تصادفی حرکت می کنند تا معادله پخش شبیه سازی گردد و سپس در میدان لاگرانژین حرکت می کنند تا معادله جابجایی را شبیه سازی نمایند. شبیه سازی عددی برای جریان اطراف ایرفویل به همراه اسپویلر انجام پذیرفته است . فشار متوسط و ضرایب نیرو برای طول و زوایای مختلف اسپویلر محاسبه و با نتایج تئوری و تجربی موجود مقایسه شده است . نتایج از توافق خوبی برخوردارند.