مطالعه ی جریان سیال درون هندسه های در مقیاس میکرو استفاده کرده اند. در این پایان نامه به کاربرد روش های مختلف شبکه بولتزمن در شبیه سازی جریان های در ابعاد میکرو پرداخته شده است. روش های شبکه بولتزمن با ضریب تخفیف منفرد، چندتایی و انتروپیک بر روی شبکه های یکنواخت و غیریکنواخت در شبیه سازی میکرو-جریان ها در یک حفره و یک کانال در اعداد نادسن مختلف استفاده شده اند. در تحقیق حاضر، برنامه های کامپیوتری بر مبنای روش های مختلف شبکه بولتزمن توسعه داده شده اند که قابلیت شبیه سازی جریان های همدمای دو بعدی در هندسه های مختلف در ابعاد میکرو را دارا می باشند. این برنامه ها می توانند جریان گاز را در رژیم لغزشی و تا حدودی رژیم گذار شبیه سازی کنند. در این برنامه های کامپیوتری برای شبیه سازی میکروجریان ها، از شرایط مرزی پخش مولکولی و روش ترکیبی کمانه کردن و آینه ای برای در نظر گرفتن لغزش روی دیوارها استفاده شده است. همچنین برای محاسبه ی ضریب تخفیف روش های شبکه بولتزمن، از مرتبط کردن آن به عدد نادسن استفاده شده است. تأثیر اعمال شبکه بندی غیریکنواخت در مقایسه با شبکه بندی یکنواخت روی نتایج شبیه سازی های میدان جریان در هندسه های میکرو حفره و میکرو کانال بررسی شده است. سپس با تحلیل و بررسی نتایج شبیه سازی ها، به مقایسه ی روش های مختلف شبکه بولتزمن در شبیه سازی جریان های در ابعاد میکرو پرداخته شده است. با مقایسه ی نتایج شبیه سازی های عددی به دست آمده در این کار با نتایج دیگران، اعتبار و صحت برنامه های کامپیوتری و دقت جوابها مورد بررسی قرار گرفته که کارآمدی روش های مختلف شبکه بولتزمن در شبیه سازی جریان در هندسه های در مقیاس میکرو را نشان می دهد.

با توجه به بالا بودن میزان مصرف سوخت در کشور نسبت به میانگین جهانی، کاهش مصرف سوخت تجهیزات گازسوز از اهمیت بالایی برخوردار است. یکی از وسایل گاز سوز که در تعداد زیاد در کشور و عمدتاً در تمام فصول استفاده می شود آب گرمکن می باشد. لذا اصلاح کاهش جزئی مصرف در این وسیله گازسوز نقش به سزایی در کاهش مصرف سوخت در بخش خانگی دارد. در این تحقیق با مدل سازی عددی یک آبگرمکن مخزنی متداول بهبود راندمان حرارتی آن مورد مطالعه قرار گرفت. ابتدا این گرمکن آب در نرم افزار فلوئنت بصورت دو بعدی مدل سازی و اثر پارامتر های مختلف شامل تعداد پره ها، اثر هوای اضافی، دمای شعله و اثر دبی سوخت بر روی راندمان بررسی شد. در هر مورد بررسی بعد از مدت نیم ساعت، نمودار و کانتورهای دمای آب داخل مخزن و لوله آتش رسم شده است. در این تحقیق میزان اکسیژن و دی¬اکسید کربن موجود در محصولات احتراق نمونه آزمایشگاهی توسط دستگاه آنالیزور اندازه¬گیری و با استفاده از فرمول گاز طبیعی و نرم¬افزار محاسبات تعادلی احتراق، نسبت¬ هم¬ارزی و دمای شعله برای مشعل و خواص محصولات احتراق که خواص گاز ورودی به آبگرمکن می باشد، محاسبه شد. سپس جریان سیال و توزیع دما در قسمت های مختلف آبگرمکن، از جمله مخزن آب و لوله آتش و همچنین ورق فولاد بین آب و گاز بررسی و نتایج به صورت کانتورهای دما و سرعت و همچنین نمودارهای مختلف ارائه شد. نتایج بدست آمده نشان می دهد که بیشترین راندمان مربوط به حداکثر دبی گاز است. با کاهش دبی سوخت دمای گاز کاهش می یابد که در نهایت باعث افت انتقال حرارت می شود. همچنین در مورد تعداد پره های داخل لوله آتش، راندمان حداکثر برای سه پره بود. همچنین، نتایج نشان داد که افزایش درصد هوای اضافی موجب کاهش دمای گاز ورودی شده که در نهایت سبب کاهش راندمان می شود

هدف از این تحقیق بررسی میدان جریان و انتقال حرارت جابه¬جایی طبیعی نانوسیال آب-اکسیدآلومینیوم با خواص ثابت و متغیر در محیط متخلخل مربعی شکل با استفاده از روش شبکه بولتزمن می¬باشد. دیواره¬های افقی محفظه عایق بوده و دیواره¬ی عمودی سمت چپ گرم و دیواره عمودی سمت راست سرد است. مطالعه در اعداد رایلی 103، 104، 105، 106، اعداد دارسی 2-10، 4-10، ضرایب تخلخل 4/0، 6/0، 9/0 و کسر حجمی نانوذرات 0، 01/0، 02/0، 03/0 انجام شده است. برای شبیه¬سازی عددی جریان نانوسیال از روش شبکه بولتزمن با تابع توزیع دوتایی استفاده شده است. نتایج نشان می¬دهد، حضور محیط متخلخل سرعت نانوسیال و در نتیجه قدرت جریان را کاهش می¬دهد. همچنین با کاهش عدد دارسی و ضریب تخلخل، انتقال حرارت جابه¬جایی طبیعی ضعیف شده و رفتار جابه¬جایی طبیعی نانوسیال به هدایت حرارتی نزدیک می¬شود. با افزایش عدد رایلی، قدرت جریان در محفظه زیاد می¬شود و باعث افزایش عدد ناسلت متوسط خواهد شد. در همه¬ی موارد مورد مطالعه افزایش کسر حجمی نانوذرات موجب بهبود در انتقال حرارت می¬شود. در مدل خواص ثابت با افزایش کسر حجمی نانوذرات مقدار عدد ناسلت متوسط بیشتر از مدل خواص متغیر افزایش پیدا می¬کند.

هدف از این تحقیق بررسی میدان جریان، میدان دما و انتقال حرارت جابجایی طبیعی نانوسیال آب -اکسید تیتانیوم در محفظه ای مربعی شیب دار و تحت تأثیر میدان مغناطیسی زاویه دار می باشد. دیواره های افقی محفظه عایق بوده، دیواره سمت چپ گرم و دیواره سمت راست آن سرد است. مطالعه در اعداد رایلی 3¬10، 5¬10 و 7¬10، اعداد هارتمن 0، 30 و 60، زاویه ی شیب محفظه 0، 30، 45، 60 و 90 درجه، زاویه¬ی میدان مغناطیسی 0، 30، 60 و 90 درجه و کسر حجمی نانوذرات 0، 0/01، 0/03 و 0/05 انجام شده است. به منظور مقایسه ی دقت و پایداری مدل های مختلف در روش شبکه بولتزمن، برای شبیه سازی عددی جریان نانوسیال از روش شبکه بولتزمن با ضریب تخفیف منفرد و روش تابع توزیع دوتایی با ضریب تخفیف چندتایی استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که با افزایش عدد هارتمن سرعت نانوسیال و در نتیجه قدرت جریان کاهش می یابد. همچنین با افزایش عدد هارتمن جابجایی طبیعی تضعیف شده و در اعداد رایلی کوچک (3¬10 ra = و 5¬10 ra =)، رفتار جابجایی طبیعی نانوسیال به رسانایی حرارتی نزدیک می شود. در همه ی موارد مورد مطالعه، افزایش کسر حجمی نانوذرات موجب بهبود در انتقال حرارت می شود، هر چند که میزان آن برای اعداد رایلی و هارتمن مختلف با هم متفاوت است. تأثیر افزایش زاویه ی شیب محفظه و زاویه ی میدان مغناطیسی بر جریان نانوسیال و انتقال حرارت برای اعداد رایلی و هارتمن مختلف با هم متفاوت است و در برخی موارد این تأثیر ناچیز است. همچنین نتایج نشان می دهند که دقت و پایداری روش تابع توزیع دوتایی با ضریب تخفیف چندتایی نسبت به دقت و پایداری روش شبکه بولتزمن با ضریب تخفیف منفرد بیشتر است.

هدف از این تحقیق بررسی عددی انتقال حرارت جابه¬جایی ترکیبی نانوسیال آب-مس در محفظه مربعی با دو لبه متحرک عایق، با توزیع دمای سینوسی دیواره¬های جانبی با استفاده از روش شبکه بولتزمن می¬باشد. مطالعه در عدد گراشف ثابت 100 و اعداد ریچاردسون 01/0، 1/0، 1، 10و 100 و برای انحراف فاز¬های دمایی مختلف روی دیواره سمت راست و کسر حجمی از 0 تا 06/0 نانوذرات و عدد پرانتل 57/6 انجام شده است. از مدل گرمایی اسکالر غیر فعال استفاده شده است و دو تابع توزیع جداگانه برای میدان¬های جریان و دما در نظر گرفته شده است. نتایج نشان دادند که در اعداد ریچاردسون بالا تاثیر تغییر انحراف فاز دمایی روی الگوی جریان مشهود است و در اعداد ریچاردسون پایین تغییر انحراف فاز تاثیری روی الگوی جریان ندارد. در همه¬ی انحراف فاز-های دمایی با کاهش عدد ریچاردسون، گرادیان دمایی شدیدتری در کنار دیواره¬های جانبی اتفاق می¬افتد، که موجب افزایش عدد ناسلت و در نتیجه افزایش انتقال حرارت می¬شود. همچنین نتایج نشان می¬دهد که تغییر انحراف فاز دمایی بر روی عدد ناسلت محلی دیواره سمت راست خیلی بیشتر از دیواره سمت چپ است. برای همه¬ی اعداد ریچاردسون و برای همه¬ی انحراف فاز¬های دمایی مطرح شده، افزایش کسر حجمی نانوذرات، نرخ انتقال حرارت را بهبود می¬بخشد. حداکثر عدد ناسلت متوسط و نرخ انتقال حرارت برای همه¬ی اعداد ریچاردسون در انحراف فاز دمایی p/2 اتفاق می¬افتد. مولفه¬های عمودی و افقی سرعت و دمای بدون بعد در مرکز محفظه برای اعداد ریچادرسون و انحراف فاز¬های دمایی مختلف بررسی و نتایج ارائه شده است. با فرض خواص ثابت برای نانوسیال، همواره ناسلت متوسط بیشتری نسبت به شرایط خواص متغیر حاصل می¬شود.

برای بررسی جریانهای احتراقی مغشوش باید معادلات بقای مدل های جریان مغشوش ، مدل های احتراق و روشهای حل عددی در نظر گرفته شود . لکن در ابتدا معادلات حاکم بر جریان مغشوش احتراقی ناشی از یک سوخت گازی ( با عدم حضور تشعشع ) در نظر گرفته می شود. وجود ارتباطات غیر خطی بین کمیت های لحظه ای باعث بسته نبودن معادلات متوسط گیری شده حاکم بر جریان مغشوش می شود در جریانهای احتراقی مغشوش برای بسته شدن معادلات مومنتوم می توان از مدل های دو معادله ای نظیر مدل ‏‎k-e*‎‏ استفاده کرد. از طرفی مدل های احتراق متعددی نظیر اسکیمو ، مدل گردابه تصادفی ، مدل فراکتال ، مدل های شکست ادی ، مدل های مبتنی بر روش متوسط گیری رینولدز و ممان های مرتبه دوم مدل های مبتنی بر مفهوم فلیملت ، معادله ‏‎g‎‏ مدل های مبتنی بر توابع چگال احتمال روش سطح مبنا و مدل گردابه خطی برای شعله های پیش مخلوط مغشوش وجود دارد که توضیح کوتاهی در مورد هر کدام داده می شود. در این پایان نامه از مفهوم فلیملت و متغیر پیشرفته واکنش ارائه شده است و در بگارگیری برخی از آنها سینتیک شیمیایی هم در نظر گرفته شده است. همچنین اثر تغییر در مشخصه طولی انتگرال اغتشاش و فاکتور کشیدگی شعله در مدل های بکار گرفته شده مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج حل عددی برای چهار شعله جهت پیش مخلوط ( شعله باز و بسته) مختلف ارائه خواهد شد و با نتایج تجربی مقایسه می شود. همچنین اعتبار هر کدام از مدل های بالا در نقاط مختلف مشعل مورد بررسی قرار گرفته است.