با پیشرفت های روز به روز علم و تکنولوژی، نیاز به ساخت وسایل حرکتی زیر سطحی به سطحی بیشتر می شود و امروزه یکی از مهم ترین و کلیدی ترین عناصر در تحقیقات کشورهایی که دارای مرز دریایی هستند، می باشد و به همین دلیل جریان های دوفازی موضوع تحقیق و بررسی تعداد کثیری از محققین در سایر نقاط جهان شده است. از ابتدای تحقیقات پیرامون جریان های دوفازی تاکنون شاهد پیشرفت های زیادی در این زمینه بوده ایم و هنوز هم این مبحث در حال پیشرفت است. یکی از جهش های بزرگ در این زمینه ظهور کامپیوترهای پرسرعت و در نتیجه گرایش به سمت دینامیک سیالات محاسباتی بوده است. در این تحقیق ابتدا خروج یک استوانه از آب با سرعت ثابت بررسی، سپس خروج یک استوانه از آب با سرعت متغیر در حالت دو و سه بعدی شبیه سازی شده و در ادامه خروج از آب جسمی متقارن محوری با پروفیلی مشابه موشک انجام شده است. در این پروژه برای مدل کردن سطح آزاد (جریان دوفازی حول جسم) هنگام خروج از آب از روش حجم سیال (vof) و برای حل معادلات حاکم از روش حجم محدود، استفاده شده است. برای بدست آوردن ضرائب نیروی فشاری و لزجتی در حالت سرعت متغیر، نیاز به درنظر گرفتن تغییرات سرعت ناشی از تغییر فاز حرکت می باشد که این کار با استفاده از شبکه دینامیکی (حل معادلات دینامیکی حرکت جسم صلب) انجام شده است.

با توجه به انتقال تعداد زیادی از مسافران توسط سیستم های حمل و نقل درون شهری مترو، آتش سوزی در ایستگاه های مترو به دلیل بسته بودن فضا و احتمال وجود صدمات قابل توجه انسانی و مالی، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. همچنین مطالعات انجام شده بر روی آتش سوزی های واقعی رخ داده در انواع تونل ها، شامل تونل های مترو، راه آهن و جاده نشان می دهد که بیش از نیمی از آتش سوزی ها در تونل های مترو اتفاق افتاده است. شبیه سازی گسترش آتش و انتشار دود در ایستگاه های مترو از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و به وسیله آن می توان نقایص و مشکلات سیستم مکش دود را مشخص نموده و حتی پیشنهاداتی برای تغییر وضعیت معماری ایستگاه ارائه نمود. شبیه سازی عددی آتش سوزی محدوده وسیعی از علوم همانند، کامپیوتر، روش های عددی، دینامیک آتش و علم شیمی را شامل می شود. شبیه سازی عددی نقش بسیار مهمی را در تحقیقات بر روی آتش ایفا می کند و در واقع ارائه دهنده یک مسیر کارآمد، قابل اطمینان و اقتصادی برای تحقیقات بر روی آتش و یک ابزار ضروری در این زمینه می باشد. بنابراین یک شبیه سازی عددی معتبر، یک ابزار مناسب برای تهیه اطلاعات بیشتر می باشد. هم چنین در بسیاری از حالات، شبیه سازی های عددی می توانند به صورت یک پیش بررسی، قبل از انجام آزمایشات تجربی استفاده شوند و ارائه دهنده اطلاعات مناسبی به صورت راهنما برای آزمایشات باشند. به طور کلی مدل های مورد استفاده برای شبیه سازی آتش و انتشار دود را می توان به دو دسته مدل های ناحیه ای و مدل های میدانی تقسیم نمود. مدل های ناحیه ای یک بعدی بوده و ساده ترین نوع مدل های کامپیوتری می باشند، در مقابل مدل های میدانی برای فضاهای سه بعدی مورد استفاده قرار می گیرند و در واقع همان روش های شبیه سازی عددی هستند که برای حل نیازمند کامپیوتر های قدرتمند می باشند. در این تحقیق در ابتدا ویژگی های آتش و دود، خطرات ناشی از آن در ایستگاه های مترو و برخی پارامترهای مهم برای شبیه سازی ازجمله نرخ تولید دود، نرخ حرارت آزاد شده و سرعت بحرانی مورد بررسی قرار گرفته شده است. بدین منظور بررسی کامل و جامعی برای تعیین این پارامترها و نحوه اعملال آن هنگام شبیه سازی انجام گرفته است که قابل استفاده برای شبیه سازی آتش سوزی و توزیع دود در پروژه های مشابه می باشد. بدین ترتیب با در نظر گرفتن پارامترهای فوق هدف اصلی در این تحقیق شبیه سازی آتش در فضاهای بسته و به طور ویژه تونل ها و ایستگاه های مترو می باشد. به همین منظور از نرم افزار فلوئنت برای شبیه سازی عددی جریان سیال همراه با آتش سوزی و انتشار دود استفاده شده است. این تحقیق شامل سه مرحله متفاوت می باشد. در مرحله اول، با استفاده از شبیه سازی آتش در یک فضای بسته ، مدل های مختلف توربولانسی شامل k-? و les مورد بررسی قرار گرفته شده و در نهایت مدل مناسب توربولانس که les می باشد انتخاب شده است. علت این انتخاب دقت بالای این مدل برای در نظر گرفتن ادی های موجود در نزدیکی آتش و امکان محاسبه دقیق تر کمیت های مختلف از جمله دما و سرعت می باشد. در مرحله دوم به منظور تایید نتایج شبیه سازی، نتایج حاصله با نتایج موجود تجربی و عددی به دست آمده از fds برای یک تونل جاده ای خاص مقایسه شده است. در مرحله نهایی نیز شبیه سازی آتش با نرخ حرارت آزاد شده mw 6 برای سوخت هپتان در یک مدل سه بعدی ایستگاه مترو انجام شده است. با بررسی توزیع دما، سرعت و غلظت دود موجود در ایستگاه، سیستم های تهویه آن شامل مکش از طریق دریچه هاو ورودی های تونل مورد بررسی قرار گرفته است. در پایان این نکته حائز اهمیت می باشد که روش شبیه سازی نتایج حاصله و اطلاعات موجود در این تحقیق می تواند به عنوان یک مرجع مناسب در زمینه شبیه سازی آتش در محیط های بسته نظیر تونل ها و ایستگاه های مترو مورد استفاده قرار گیرد.

در دهه های اخیر شاهد پیشرفت روز افزون علوم در زمینه های مختلف می باشیم که پیامد مستقیم آن رشد تکنولوژی و راحتی و آسایش هر چه بیشتر برای انسان ها می باشد. علوم مربوط به انتقال حرارت نیز از این قضیه مستثنی نیست و در سالهای اخیر دستخوش تغییرات فراوانی شده است که نتیجه ی تلاش ها و مطالعات انجام شده توسط دانشمندان علم انتقال حرارت در این زمینه می باشد. افزایش انتقال حرارت اصلی ترین و مهم ترین زمینه فعالیت ها را در این خصوص به خود اختصاص داده است لذا در اکثر مقالات و مطالعات ارائه شده سعی دارند که به نحوی راندمان حرارتی را افزایش دهند و ازآن جمله افزودن ذرات جامد فلزی به سیال پایه می باشد. افزایش میزان انتقال حرارت و کارایی مبدل های حرارتی به معنی صرفه جویی در هزینه های صنایع می باشد. با رفتاری که نانوسیال از خود در زمینه انتقال حرارت نشان داده است موجب امیدواری به چنین صرفه جویی در صنایع بویژه صنایع بزرگ شده است. بهبود انتقال حرارت و کاهش اندازه سیستم های انتقال حرارت ازمزایا و قابلیت های بالقوه نانوسیالات می باشند. در تحقیق حاضر جریان آرام و مغشوش جابجایی اجباری نانوسیال در لوله های مستقیم تحت شار حرارتی (که در تاسیسات صنعتی بسیار شاهد آن هستیم) مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه اثرات حرارتی و هیدرودینامیکی نانوسیالات حاوی نانوذرات اکسید آلومینیوم و سیالات مختلف آب، مخلوط همگن آب-اتیلن گلیکول و اتیلن گلیکول در لوله های با قطر و طول متفاوت مورد تجزیه و تحلیل واقع شده است. همچنین تاثیر پارامتر بی بعد رینولدز به همراه تاثیر نسبت حجمی ذرات، تحت شارهای حرارتی مختلف بررسی گردیده است. بعلاوه، یک مبدل حرارتی جریان مخالف که حاوی جریان آب خالص برای هر دو مسیر اصلی (سیال خنک شونده) و تبرید (سیال گرم شونده) می باشد توسط نانوسیال آب- اکسید آلومینوم به عنوان سیال خنک کننده مورد مطالعه واقع گشته است. در ادامه نیز تاثیر نانوسیال بر میدان جریان و انتقال حرارت یک سیستم کلکتور خورشیدی غیر مستقیم بررسی و مشخص شده است.

یکی از مهمترین روش هایی که برای بالا بردن ضریب انتقال حرارت جت ها مورد استفاده قرار می گیرد استفاده از شبکه جت هاست. بدین منظور تعداد زیادی جت در ردیف های چند گانه استفاده می شود و بدین ترتیب سطح منطقه ی سکون برخورد افزایش یافته و باعث افزایش ضریب انتقال حرارت متوسط روی سطح مورد نظر می شود. تحقیقات زیادی بر روی جت ها به روش عددی و آزمایشی در حالت های تک جت و چند جت انجام شده است. در این تحقیق یک شبیه سازی سه بعدی مبتنی بر روش حجم محدود برای مطالعه عملکرد حرارتی و نوسانات مربوط به چند جت محصور انجام شده است. در این مطالعه 9 نازل با قطر 3 میلیمتر در آرایش مربعی در کنار یکدیگر قرار گرفته اند. جت های هوای خروجی از نازلها به یک صفحه نازک با شار حرارتی ثابت برخورد کرده و آن را خنک می کند. فاصله بین دو جت مجاور 2 برابر قطر جت و فاصله بین صفحه جت و صفحه هدف در شبیه سازی های مختلف بین 1 تا 3 برابر قطر جت تغییر می کند. عدد رینولدز بر حسب سرعت متوسط خروجی نازل و قطر جت، در محدوده آرام بین 100 تا 800 در نظر گرفته شده است. در این تحقیق تاثیر عدد رینولدز و فاصله جت تا صفحه هدف (h/d) بر روی ضریب انتقال حرارت، توزیع دما و فرکانس نوسانات ایجاد شده مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان میدهد برای h/d=1 در تمام رینولدزها جریان پایدار و توزیع دما و توزیع عدد ناسلت متقارن است. در h/d=2 برای رینولدزهای کم جریان پایدار و برای رینولدزهای بالا جریان ناپایدار است، اما تقارن در توزیع دما و توزیع عدد ناسلت از بین رفته و شکل خاصی را به خود گرفته است. علاوه بر این با توجه به وجود نوسانات جریان اطراف جت مرکزی، فرکانس نوسانات محاسبه گردیده است که برای دو رینولدز مختلف عدد بدون بعد یکسانی برای فرکانس نوسانات به دست آمده است. نتایج حاصله نشانگر وجود اثرات متقابلی بین دو جت کناری بوده است که با توجه به نتایج حاصله بطور کامل تحلیل گردیده است. در h/d=3 نیز برای رینولدزهای پایین جریان پایدار و برای رینولدزهای بالا جریان ناپایدار است و اما نسبت به h/d=2 حالت نوسانی از رینولدزهای کوچکتر شروع میشود.

پخش دود هنگام آتش سوزی، تهدید بزرگی برای ساکنان بحساب می آید. یک مدل کامپیوتری روشی است که ساختار حرکت دود در یک سازه و در نهایت ایمنی افراد درون آن سازه را پیش بینی می کند. مهمترین روش های مدل سازی آتش مدل های شبکه ای، ناحیه ای و میدانی می باشند. مدل های میدانی دقیق ترین نحوه شبیه سازی عددی پدیده های سیالاتی می باشند، اما در فضاهای پیچیده، در برخی موارد کلیه جزئیات گسترش آتش و توزیع دما در همه نقاط دارای اهمیت نمی باشد. از طرفی مدل های ناحیه ای حجم محاسبات به مراتب کمتری نسبت به مدل های میدانی دارند و اطلاعات را بصورت میانگین گیری شده در کل ناحیه ارائه می دهند. با استفاده از مدل ترکیبی و استفاده همزمان از دو روش میدانی و ناحیه ای برای شبیه سازی، می توان جزئیات مورد نیاز در مکان های لازم را با حجم محاسبات محدودتر بدست آورد، و از حل کلیه معادلات بقائی حاکم در یک شبکه ریز در مکان هایی که دارای اهمیت محاسباتی نمی باشند، خودداری کرد، به نحوی که می توان در زمان های نه چندان طولانی به دقت های مورد نیاز در شبیه سازی دست یافت. در این تحقیق سه سناریوی آتش سوزی مختلف در یک ایستگاه مترو با استفاده از روش ترکیبی شبیه سازی شده است. بدین منظور ابتدا مدل های ناحیه ای و میدانی و سپس مدل ترکیبی مورد استفاده در این تحقیق با داده های آزمایشگاهی مقایسه شده و نهایتاً از مدل ترکیبی برای انجام شبیه سازی در قطار و ایستگاه مترو استفاده شده است. منبع آتش درون قطار قرار داده شده و قطار درون ایستگاه متوقف است. درهای ارتباطی قطار و ایستگاه باز بوده و تبادل جریان از این نواحی صورت می گیرد. در هر سه سناریو ابتدا درون قطار با استفاده از یک نرم افزار ناحیه ای شبیه سازی شده و در مرحله بعد، اطلاعات خروجی از این نرم افزار برای شبیه سازی محوطه ایستگاه به روش میدانی، مورد استفاده واقع شده است. بدین ترتیب، بحرانی ترین سناریوی آتش سوزی، در میان سه سناریوی بررسی شده درون ایستگاه شناخته شد. پس از آن چهار حالت مختلف برای سیستم تهویه در نظر گرفته شد، که تفاوت آنها میزان مکش از دریچه های تهویه می باشد. نتایج نشان می دهد که لزوماً سیستم تهویه با توان بیشتر، شرایط مطلوب تری را از لحاظ پخش و گسترش دود درون فضا، ایجاد نمی کند.

در یک تونل جاده ای با عبور خودروها مقداری آلودگی ناشی ازاحتراق موتور خودرو که از اگزوز خودرو خارج می شود. در هوای محیط پخش میگردد وهوای درون تونل راآلوده می کند. به منظور جلوگیری از تجمع آلاینده ها در تونل ها نیاز به تهویه تونل می باشد. این تهویه می تواند به صورت طبیعی صورت پذیرد یا از سامانه های مختلف تهویه بهره گرفته شود. یکی از سیستم های تهویه مورد استفاده در تونل ها سیستم تهویه طولی به کمک جت فن ها می باشد. در این روش یک تراست توسط فن هایی محوری که در سقف تونل قرار داده شده اند درفضای تونل ایجاد می گردد و درنتیجه جریان هوایی در طول تونل به وجود می آید که آلودگی ها به همراه آن از تونل خارج خواهد شد. در این پایان نامه ابتدا به مدلسازی جریان ایجاد شده توسط مجموعه ای از فن ها به صورت دوبعدی و سه بعدی پرداخته می شود. در قسمت بعد بررسی نحوه توزیع آلودگی نیز به مجموعه اضافه خواهد شد. با توجه به اهمیت گاز مونوکسیدکربن این گاز به عنوان فاز ثانویه و به عنوان آلودگی انتخاب می گردد. سپس در حالت ترافیک ثابت در فضای تونل در حالت های مختلف چیدمان فن ها و نیز چیدمان خودروها مدلسازی خواهد شد. دراین حالت از اثرات تهویه پیستونی صرف نظر شده است. با گسترش علم بشری و راه یافتن ماشین به زندگی وی، مسائل و مشکلاتی نیز به وجود آمد که اگر به آنها توجه نمی شد جان انسان در معرض خطر قرار می گرفت. به همین منظور انسان نکات ایمنی و بستر های استفاده از ماشین ها را فراهم ساخت و همزمان با پیشرفت علم استانداردهایی را نیز وضع نمود تا جلوی ضرر و زیان احتمالی را بگیرد و در عین حال بهره وری و رفاه بیشتر نیز تأمین گردید. اتومبیل نیز از جمله این ماشین ها می باشد که امروزه در زندگی انسان جایگاه ویژه ای پیدا کرده است. با تولید اتومبیل در جهان، تولید آلودگی ناشی از خودروها روز به روز در حال افزایش است. همچنین با توجه به گسترش جاده ها و نیز عبور آنها از میان مناطق کوهستانی و نیز گاهی مسائل ترافیکی در شهر ها، احداث تونل ها اجتناب ناپذیر گردید. بدین ترتیب با توجه به وجود ترافیک در تونل ها و افزایش حجم ترافیک در سال های اخیر، یکی از مسائل پیش رو تهویه تونل ها بوده است که البته هم مربوط به زمان احداث و هم زمان بهره برداری از تونل می باشد. تهویه مناسب تونل، امری مهم و ضروری برای امنیت و آسایش انسان است. هدف یک تهویه نرمال رقیق کردن آلودگی و از بین بردن دود است. با توجه به طویل تر شدن تونل ها به دلیل فناوری حفر مکانیزه، تهویه آنها اهمیت بیشتری پیدا کرده است و مطالعات بیشتری را در این زمینه می طلبد. مهمترین اهداف طراحی یک سیستم تهویه مناسب مواجه شدن با محدودیت هایی نظیر رقیق کردن آلودگی هوا (در داخل تونل)، مسائل محیطی(در خارج تونل) و کنترل دود در هنگام آتش سوزی می باشد. سیستم تهویه نصب شده در داخل تونل علاوه بر ایجاد کیفیت قابل قبول هوا تحت شرایط عادی، باید تامین امنیت افراد و تسهیل در کار خاموش کردن آتش در مواقع آتش سوزی را نیز انجام دهد. کشور ما، ایران، نیز به لحاظ موقعیت خاص جغرافیایی و دارا بودن مناطق وسیع کوهستانی دارای تونل های جاده ای زیادی می باشد و با توجه به احداث مسیرهای جدید مانند آزادراه تهران- شمال، تعداد این تونل ها بیش از پیش افزایش خواهد یافت. از طرف دیگر با توجه به اینکه حمل و نقل جاده ای در ایران از جایگاه خاصی برخوردار است و تعداد اتوموبیل ها به ویژه اتوموبیل های سواری به شدت در کشور در حال افزایش است، لذا توجه و مطالعات ویژه بر روی تهویه در تونل ها می تواند بسیار مفید باشد. همچنین از آنجا که بی توجهی و یا سهل انگاری در این موضوع می تواند مستقیماً جان انسان ها را به خطر اندازد و نیز موقعیت خاص سیاسی کشور و اعمال برخی تحریم ها در خصوص عرض? علم و فن آوری، صرف سرمایه و وقت و مطالع? بیشتر به خصوص در دانشگاهها و مراکز علمی ضروری به نظر می رسد.

به دلیل عملکرد بالای قطعات الکترونیکی، تولید گرما در این قطعات به طور چشمگیری در حال افزایش است. از طرف دیگر کاهش ابعاد این قطعات سبب شده است تا گرمای تولید شده در سطح کوچکتری متمرکز شود. بنابراین خنککاری یکی از مهمترین مسائل برای عملکرد پایدار و بهینه ی این قطعات میباشد. یکی از روشهای موثر برای جذب گرمای تولیدی در قطعاتی با ابعاد کوچک، استفاده از جریان سیال درون میکروکانالها میباشد که در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق به بررسی عددی هدایت حرارتی توأمان که یکی از مهمترین پارامترهای تاثیرگذار بر مشخصات انتقال حرارت درون میکروکانالها میباشد پرداخته شده است و پارامترهای موثر بر این پدیده به طور کامل برای میکروکانالهایی با سطح مقطع دایروی و مربعی مورد ارزیابی قرار گرفته و اثرات آنها بر توزیع عدد ناسلت درون میکروکانال بررسی شده است. در این پایان نامه، بخش انتهایی میکروکانال به نام طول خروجی معرفی شده است و با بررسی اثر پارامترهای مهم بر انتقال حرارت هدایتی توأمان، عدد بدون بعد جدیدی بدست آمده است که به خوبی تاثیر این پارامترها را بر طول خروجی نشان میدهد. همچنین روابطی برای تعیین طول ناحیه ی خروجی برای دو مقطع دایروی و مربعی با شرط مرزی شار حرارتی ثابت بر سطح بیرونی دیواره تعیین شده است. علاوه بر این به منظور افزایش دقت روابط قبلی ارائه شده در مراجع مختلف برای تعیین عدد ناسلت در بخش ورودی میکروکانال، روابط جدیدی ارائه گردیده است. همچنین برای بخش خروجی میکروکانال نیز روابطی به منظور تعیین عدد ناسلت موضعی و متوسط بدست آمده است. در انتها مقایسه ی نتایج بدست آمده از این روابط و نتایج عددی دیگر، دقت مناسب این روابط را نشان میدهد.

احتراق و گسترش شعله روی اجسام جامد، هر دو، فرآیندهایی هستند که نه تنها دارای جذابیت علمی قابل توجه هستند بلکه اهمیت زیادی در کاربردهای ایمنی آتش دارند. این پدیده، سوختن بدون شعله لوازم و اثاثیه های منزل تا آتش سوزی های وسیع جنگل ها را شامل می شود. گسترش آتش روی یک سطح جامد قابل اشتعال یکی از موضوعات در ایمنی آتش می باشد که نیاز به توجه دارد، زیرا توسعه ابتدایی آتش و نرخ گرمای آزادشده را تحت تاثیر قرار می دهد. آزمایشات و تحقیقات زیادی روی گسترش آتش سوزی انجام شده است. امروزه مدل های دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) به طور وسیع توسط محققان برای طراحی و پیش بینی نحوه توزیع و انتشار دود مورد استفاده قرار می گیرند که این مدل ها توسط نرم افزارهای مختلف شبیه سازی بکار گرفته می شوند. در این تحقیق، از یکی از نرم افزارهای موجود برای شبیه سازی آتش سوزی استفاده می شود. در ابتدا، ضمن مطالعه معادلات حاکم، بررسی پارامتریک عملکرد نرم افزار مورد توجه می باشد و لذا عملکرد این نرم افزار با مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی با نتایج آزمایش، ارزیابی می شود. سپس گسترش آتش سوزی به صورت افقی روی سطح دو قطعه از جنس پلی یورتان و پلی متیل متاکریلیت شبیه سازی می شود و سرعت گسترش شعله در شبیه سازی با سرعت محاسبه شده توسط روابط موجود مقایسه می شود. در نهایت نیز گسترش شعله روی سطوح شیب دار با زوایای مختلف شبیه سازی می شود و حالات مختلف جریان و در نهایت سرعت گسترش شعله در جهات مختلف محاسبه می شود.

گرمایش ساختمان یکی از مهم ترین مسائلی است که طراحان و مهندسان تأسیسات امروزه با آن روبرو هستند. تاکنون سیستم های گرمایشی متنوعی پیشنهاد و اجرا شده اند. از آنجا که بخش چشمگیری از انرژی مصرفی سالیانه کشور صرف گرمایش و سرمایش ساختمان ها می شود، لازم است عملکرد حرارتی این گونه سیستم ها به دقت مورد بررسی قرار گیرد. سامانه های گرمایش از کف یکی از انواع سیستم های گرمایشی است که استفاده از آن روز به روز در حال افزایش است. این سیستم ها به دو گونه الکتریکی و یا هیدرونیک اغلب مورد استفاده قرار می گیرند. بر اساس استاندارد انجمن مهندسان تأسیسات آمریکا، واژه هیدرونیک اصطلاحاً به سیستم هایی گفته می شود که از سیال عامل آب برای انتقال گرما استفاده می کنند. سامانه های گرمایش از کف ساختمان ها را نمی توان بدون در نظر گرفتن شرایط محیطی و ساختار حرارتی ساختمان طراحی نمود. شرایط اقلیمی مختلف، شرایط حرارتی جدارهای خارجی، تعداد جدارهای خارجی، ارتفاع اتاق، ابعاد پنجره، میزان فرش کف اتاق و نحوه پوشش ساکنان ساختمان بر عملکرد حرارتی سیستم های گرمایش از کف موثر است. در این پژوهش سعی شده است تا اثر کلیه موارد فوق الذکر بر عملکرد حرارتی سیستم های گرمایش از کف هیدرونیک و همچنین احساس حرارتی ساکنان اتاق مورد بررسی قرار گیرد. نتایج نشان داد که میزان عایق کاری حرارتی جداره های خارجی ساختمان تأثیر بسزائی در آسایش حرارتی افراد دارد. در اقلیم سرد ایران در شرایطی که تعداد جداره های خارجی ساختمان زیاد باشد، حتی با عایق کاری مطلوب نمی توان شرایط آسایش حرارتی ساکنان را با سیستم های گرمایش کفی هیدرونیک فراهم نمود. بررسی ها نشان داد، کاهش ارتفاع اتاق تأثیر چشمگیری بر کاهش مصرف انرژی (حداکثر 20 درصد) در سیستم های گرمایش از کف ساختمان ها دارد. در مواردی که کف اتاق با فرش پوشانده می شود لازم است برای حفظ شرایط آسایش حرارتی ساکنان، میزان دبی آب ورودی به سیستم حداکثر تا 8/1 برابر افزایش یابد. لازم به ذکر است میزان این افزایش دبی به درصد سطح پوشیده شده کف کاملاً وابسته خواهد بود. نتایج مدل سازی نشان داد که سهم مکانیزم تابش در عملکرد سیستم های گرمایش کفی نزدیک به 80 درصد است، که این مقدار با نتایج تجربی گزارش شده هماهنگی مطلوبی دارد.

بویلرهای فایرتیوب به بویلرهایی گفته می شود که در آنها محصولات احتراق، درون لوله ها و آب در پوسته بویلر و پیرامون لوله ها جریان دارد. با توجه به بخش عمده مصرف انرژی در تولید بخار و آب گرم، بویلرهای فایرتیوب و کیفیت کارکرد آنها جهت مصرف کمتر سوخت و انرژی، بایستی مورد توجه قرار گیرند. بهبود جزئی در بازدهی بویلرها می تواند منجر به ذخیره سازی اساسی انرژی گردد و حتی کوچکترین تغییرات در جهت افزایش راندمان بویلرها در کشور، از نقطه نظر حجمی و ارزش سوخت بسیار حائز اهمیت است. در بویلر، پارامترها و متغیرهای مختلفی به هم وابسته بوده و بر عملکرد نهایی بویلر اثر گذار هستند. بنابراین تاثیر متغیرهای ورودی و خروجی بر روی عملکرد و رفتار بویلر مورد بررسی قرار می گیرد. این پژوهش، روابط ترمودینامیکی و انتقال حرارت مربوط به بویلر را در محیط نرم افزار متلب بکار می گیرد تا بویلرهای فایرتیوب را شبیه سازی نماید و شرایط عملکردی مختلف آن را در شرایط پایا و گذرا مورد بررسی قرار دهد. کد نوشته شده در محیط نرم افزار متلب بر اساس روابط انتقال حرارت بین گازهای احتراق درون کوره و لوله ها و آب بویلر و همچنین روابط ترمودینامیکی تخمین فشار تهیه شده است و انتقال حرارت از گازهای احتراق به آب، نحوه تغییرات فشار با تغییر شرایط کاری و تاثیر شرایط جوی بر روی عملکرد بویلر را در حالتهای کاری پایا و گذرا نشان می دهد. تغییرات دما و رطوبت هوا، بر روی عملکرد بویلر تاثیرگذارند به نحوی که در صورت افزایش دما و رطوبت هوای احتراق، بایستی هوای بیشتری برای تامین شرایط احتراق کامل بکار گرفته شود. با افزایش دبی سوخت ورودی، نرخ انتقال حرارت کل افزایش یافته و سبب تولید بخار بیشتر در فشار ثابت می شود. همچنین در فشارهای کارکرد مختلف در عملکرد پایا و در حالتی که دبی سوخت ثابت باشد افزایش فشار باعث کاهش تولید بخار می گردد. مقایسه سیستم سوخت رسانی دووضعیتی (high-low)و سیستم سوخت رسانی تدریجی نشان می دهد که بازدهی حرارتی در سیستم سوخت رسانی تدریجی نسبت به سیستم high-low بیشتر می باشد و بنابراین استفاده از سیستم سوخت رسانی تدریجی می تواند به میزان قابل توجهی مصرف سوخت را کاهش دهد؛ بخصوص در دماهای هوای پایین تر، این امر اهمیت بیشتری پیدا می کند. در پایان، نتایج بدست آمده از شبیه سازی، برای اعتبار سنجی، با یک بویلر فایرتیوب 3 پاس در حالت کار با توان تولید بخاراشباع، تطبیق داده شده ومقایسه گردیده است.

با توجه به اهمیت مدیریت گرمای تولیدی در قطعات الکترونیکی، میکروکانال ها به دلیل قابلیت بالا در جذب شار حرارتی تولیدی در سطوح کوچک، به طور فراوان در صنعت میکروالکترونیک مورد استفاده قرار می گیرند. کوچک بودن ابعاد کانال ها باعث اهمیت یافتن پارامترهای گوناگونی که در حالت عادی برای مجراهای معمولی از آن ها صرف نظر می شود شده است. از جمله این پارامترها می توان به اثر انتقال حرارت هدایتی درون دیواره و اثر خواص ترموفیزیکی متغیر سیال اشاره کرد که می تواند باعث ایجاد انحرافاتی در توزیع دما و انتقال حرارت نسبت به مجراهایی با ابعاد متداول شود. در این تحقیق ابتدا اثر انتقال حرارت هدایتی در دیواره بر نواحی ورودی و خروجی میکروکانال با مقطع مستطیلی با نسبت منظری مختلف به صورت عددی شبیه سازی شده است. جریان سیال به صورت آرام و شار حرارتی ثابت بر سطح خارجی دیواره میکروکانال اعمال شده است. اثر پارامترهای مختلف از جمله ضریب هدایت حرارتی دیواره، ضخامت دیواره میکروکانال و عدد رینولدز روی عدد ناسلت محلی در طول میکروکانال بررسی شده است. روابطی برای طول ناحیه خروجی برای هر سطح مقطع ارائه شده است و برای سطح مقطع های متفاوت رابطه-ای واحد برای عدد ناسلت موضعی در ناحیه خروجی ارائه شده است و دقت روابط بدست آمده ارزیابی شده است. در قسمت دوم تحقیق به بررسی اثر تغییر خواص ترموفیزیکی سیال بر انتقال حرارت در میکروکانال های مستطیلی پرداخته شد. بدین منظور اثر تغییر لزجت و ضریب هدایت حرارتی سیال بررسی و نتایج با حالت خواص ثابت با شار حرارتی و دمای ورودی متفاوت مقایسه شد. تاثیر این اثر بر عدد ناسلت موضعی در طول میکروکانال مورد بررسی قرار گرفت.

چکیده مطالعه عددی اثر زبری ساختاریافته درون میکروکانال ها بر جریان سیال و پدیده انتقال حرارت نگارش: محسن زارع برای خنک کاری پردازشگرها و قطعات الکترونیکی می توان از کانال هایی با ابعاد بسیار کوچک موسوم به میکروکانال ها استفاده کرد که با عبور دادن یک سیال از درون این میکروکانال ها، می توان گرمای بوجود آمده در این قطعات را جذب کرد. میکروکانال‎های مورد مطالعه در این پایان نامه دارای زبری سطح با شکل و ساختار سینوسی هستند که وجود این زبری ها باعث افزایش انتقال حرارت و افت فشار می شود. تحقیق حاضر قصد ارزیابی عددی این دو پدیده را با وجود زبری ها که در دو نوع آرایش هستند، دارد. در آرایش اول، قله های زبری مقابل یکدیگر و در آرایش دوم قله های زبری یک سطح مقابل فرورفتگی سطح مقابل می باشند. روش استفاده شده در این پایان نامه روشی عددی است که ابتدا هندسه و شبکه محاسباتی در نرم افزار گمبیت تولید می شود. بعد از آن، با استفاده از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی فلوئنت، شبیه سازی عددی انجام می شود. پس از انجام تحلیل، با استفاده از گرادیان فشار و توزیع دمای بدست آمده به ترتیب ضریب اصطکاک و عدد ناسلت محاسبه می شوند. در نهایت پس از مقایسه نتایج بین آرایش اول و دوم زبری ها مشخص شد که آرایش دوم نسبت به آرایش اول دارای افت فشار و ضریب انتقال حرارت کمتر می باشد. همچنین با افزایش گام زبری، آرایش دوم نسبت به آرایش اول عملکرد حرارتی بهتری دارد. واژه های کلیدی: انتقال حرارت، جریان سیال، زبری ساختاریافته، شاخص عملکرد حرارتی، میکروکانال

در این تحقیق رفتار حرارتی یک سیستم ذخیره سازی انرژی حرارتی که با کپسول های کروی حاوی مواد تغییر فازدهنده پر شده، مورد تحلیل حرارتی قرار گرفته است. اندازه و جنس عناصر مواد ذخیره سازی و پیکر بندی ظرف ذخیره سازی، مشخصات جریان مانند دبی و سرعت ورودی، درجه حرارت سیال ورودی، تخلخل بستر، ضریب انتقال حرارت از جمله عواملی هستند که میزان اثر گذاری آن ها بر رفتار حرارتی سیستم ذخیره سازی انرژی حاوی کپسول های پر شده با مواد تغییر فازدهنده مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور، معادلات حاکم با استفاده از مدل اصلاح شده شومانز و مدل آنتالپی به روش اختلاف محدود به صورت صریح تحت شرایط مرزی مختلف حل گردیده است. نتایج این تحقیق میزان اثر گذاری عوامل بیان شده بر روی رفتار حرارت سیستم ذخیره سازی انرژی حرارتی را مشخص می نماید. علاوه براین تاثیر برخی از عوامل از قبیل اندازه و جنس پوسته کپسول ها، دمای ورودی سیال کاری، دبی و سرعت ورودی، میزان تخلخل بستر، ضریب انتقال حرات بین جداره کپسول ها و سیال انتقال حرارت، عدد استفان و رینولدز بر روی میزان انرژی ذخیره شده در مخزن و مدت زمان شارژ کامل و تخلیه سیستم بررسی شده است.

در این تحقیق میزان دما و انتقال حرارت وارده به سطح یک کابل که در موقعیت های مختلف نسبت به یک کانال گرم قرار گرفته است محاسبه شده است. کانال گرم در مرکز فضای بسته واقع شده است. بدین منظور انتقال حرارت جابجایی آزاد و تشعشعی در اطراف کانال افقی با مقطع مستطیلی بصورت عددی مطالعه گردیده است. کانال میانی تکدما در نظر گرفته شده و دیوارهای عمودی فضای بسته سرد می باشند در حالی که دیوارهای افقی فضا دارای شرط مرزی جابجایی هستند. نتایج بصورت کانتورهای تابع جریان و دما اطراف کانال ارائه شد. در این مطالعه با استفاده از پروفیل های دما و سرعت نزدیک سطح کانال، میزان افزایش دمای کابل در نقاط مختلف اطراف کانال محاسبه گردید.

با توجه به توانایی های ذاتی برخی از جانداران دریایی در حرکت در آب، توجه خاصی به امکان الهام گرفتن از آن ها شده است. دلفین جزو آبزیانی است که به منظور دست یافتن به کاهش درگ از طریق الگو گیری از پوستش مورد توجه قرار گرفته است و تحقیقات متعددی انجام شده است. در این تحقیق بر اساس روش عددی، به منظور بررسی اثرات انعطاف پذیری پوست دلفین بر روی جریان سیال حول آن و نیروی درگ وارد شده بر آن، یک صفحه دو بعدی موج دار ابتدا به صورت ثابت و سپس به صورت متحرک بررسی شده است. این صفحه به منظور داشتن شباهت بیشتر به رفتار حرکتی پوست، حرکت افقی نداشته است و فقط در راستای عمودی دارای حرکت نوسانی می باشد . نتایج حاصله نشان می دهد که اگر صفحه بدون حرکت در نظر گرفته شود در مقایسه با صفحه صاف 20 درصد درگ اصطکاکی کمتری خواهد داشت، اما درگ فشاری تحمیل شده به آن باعث می شود که درگ کلی افزایش پیدا کند. اگر صفحه متحرک باشد ضریب نیروی درگ آن به صورت نوسانی بر اساس زمان تغییر می کند و حتی در بعضی از شرایط نیروی درگ منفی حاصل شده است و لذا امکان کاهش نیروی درگ توسط این پوشش ها وجود دارد.