در این پایان نامه مسایل ارتعاشاتی غیر خطی را به کمک روش های تحلیلی تقریبی نو ظهور مانند روش بهبود یافته هموتوپی پرتوربیشن ، روش بالانس انرژی و روش تکراری ورییشنالی مورد بررسی قرار دادیم. در ابتدا پیش از ورود به مبحث روش های پرتوبیشنی و بکارگیری روش mhpm ، سعی شده است تا ایده ی اولیه روش (hpm) که از طریق توسعه و بهبود آن روش mhpm شکل گرفته، تشریح گردد و اهمیت نحوه انتخاب فرضیات در حل معادلات غیر خطی با این روش نشان داده شود. در ادامه به کمک مثال هایی نشان داده شده است که انتخاب اشتباه حدس اولیه و قسمت خطی تاثیر بسیار زیادی در عدم همگرایی سریع و مطلوب پاسخ تقریبی به دست آمده توسط این روش خواهد داشت. همچنین با استفاده از مفاهیم اساسی پایداری نشان داده شده است که بهترین انتخاب برای حدس اولیه و قسمت خطی در حل معادله استاندارد هموتوپی به ترتیب نقطه تعادل معادله و معادله مشخصه سیستم خطی سازی شده حول نقطه تعادل سیستم می باشد. در ادامه روشmhpm در مورد ارتعاشات آزاد سیستم های دو درجه آزادی با عامل غیر خطی از توان سه به کار گرفته شد. در روش پیشنهادی پاسخ و فرکانس ارتعاشات هر یک از اجزای یک سیستم دو درجه آزادی به طور مستقل محاسبه می گردند. در این پایان نامه علاوه بر روش پرتوبیشنی، روش های بالانس انرژی (ebm)و روش تکرار ورییشنالی(vim) که از روش های مبتنی بر اصول وریشینالی هستند و به عنوان روش های کارآمد در حل معادلات غیر خطی شناخته می شوند نیز به کار گرفته شده اند و محدودیت ها و توانایی های آن ها در حل مسائل مختلف تشریح گردید. روش های بکارگرفته شده در این پایان نامه دارای اصول پایه ای ساده می باشند و صحت و دقت پاسخ های به دست آمده از طریق آنها نیز موید توانایی و انعطاف پذیری بالای آنها در حل مسائل مختلف ارتعاشات غیر خطی می باشد. بنابراین می توان انتظار داشت بتوان به راحتی از آنها درتحلیل مسائل مختلف غیر خطی در حوزه مهندسی بهره گرفت.

در ارتفاع زیاد از سطح دریا، توان یک موتور احتراق داخلی به دلیل کاهش چگالی هوا، کاهش می یابد. عمدتاً برای بررسی تأثیر ارتفاع در اتاق آزمون هم سطح دریا، از تأسیسات هوا ساز مجهز به شیر خفانش برای کاهش فشار هوای ورودی به منظور شبیه سازی اثر ارتفاع از سطح دریا، استفاده می شود. راه حل ساده تر و کم هزینه تر، پوشاندن بخشی از صافی هوا برای کاهش فشار مکش به منظور شبیه سازی اثر افزایش ارتفاع است. در این پایان نامه اثر پوشاندن بخشهایی از صافی هوا و اثر دبی جرمی های مختلف بر روی افت فشار توسط دینامیک سیالات محاسباتی بررسی می شود. خروجی این تحلیل به صورت مشخصه دبی- افت فشار صافی به عنوان ورودی در نرم افزار محاسبات موتور که به صورت مکانیک سیالات محاسباتی یک بعدی است، وارد می شود و اثر پوشاندن صافی بر فشار هوای ورودی (ارتفاع معادل از سطح دریا) و در دورهای مختلف موتوربه دست می آید. همچنین برای اعتبار سنجی، اثر پوشاندن صافی بر ارتفاع معادل از سطح دریا به ازای دور موتور 1000 دور بر دقیقه، به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که حل عددی تطابق بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد

هدف از این تحقیق بررسی عددی جریان و انتقال حرارت ترکیبی نانوسیال در یک محفظه مربعی با دریچه های ورودی و خروجی، در اعداد رینولز و ریچاردسون مختلف، می باشد. در این تحقیق فرض می‏شود که محل دریچه ورودی در محفظه ثابت است در حالی که مکان دریچه خروجی در امتداد چهار دیوار محفظه تغییر می کند تا بهترین موقعیت قرار گرفتن خروجی با در نظر گرفتن حداکثر نرخ انتقال حرارت و کمترین میزان افت فشار بررسی گردد. در ادامه با اضافه کردن نانوذرات اکسید آلومینیوم(al2o3) به سیال خالص، اثرات این نانو ذرات، روی جریان سیال و انتقال حرارت در محفظه مطالعه می شود. به منظور شبیه‏سازی حضور نانوذرات در سیال پایه، از مدل‏های تئوری برای تخمین ضریب رسانش گرمایی و ویسکوزیته نانوسیالات استفاده شده است. معادلات حاکم از طریق روش حجم محدود با استفاده از الگوریتم سیمپل حل شده و تقریب بوزینسک برای تخمین نیروی شناوری در نظر گرفته شده است. نتایج تحقیق حاضر بهبود قابل ملاحظه‏ای را در انتقال حرارت درون محفظه، در حضور نانو ذرات نشان داد. همچنین مشاهده می‏گردد که میزان افزایش انتقال حرارت در اعداد ریچاردسون پایین بیشتر از مقدار آن در اعداد ریچاردسون بالا است. به علاوه حضور نانو ذرات موجب افزایش ویسکوزیته و ضریب افت فشار درون محفظه می‏شود. در پایان نیز اثر نوسانات سرعت ورودی روی جریان و انتقال حرارت بررسی شده است. مشاهده می‏گردد که با اعمال یک سرعت نوسانی در جریان ورودی، انتقال حرارت به صورت قابل ملاحظه‏ای افزایش پیدا می‏کند.

در این پایان نامه، شبیه سازی عددی جریان و انتقال حرارت جابجایی طبیعی آشفته در داخل یک حفره قائم الزاویه با نسبت منظرهای مختلف بوسیله روش شبکه بولتزمن (lbm) بر پایه مدل ادی های بزرگ (les) بررسی شده است. جریان و انتقال حرارت در محدوده عدد رایلی بین 1e7 تا 1e10 بررسی شده است. در اینجا تاثیر نسبت منظرهای مختلف و همچنین تاثیر عدد پرانتل مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج شامل خطوط جریان، کانتور دما، توزیع محلی و متوسط عدد ناسلت، توزیع دما و سرعت در وسط حفره برای نسبت منظرهای مختلف، اعداد رایلی و پرانتل متفاوت می باشد. مقایسه نتایج این پژوهش با نتایج آزمایشگاهی و عددی منتشر شده قبلی، نشان می دهد که این روش دارای دقت بالایی می باشد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که با افزایش عدد رایلی شدت آشفتگی و به دنبال آن عدد ناسلت افزایش می یابد و با افزایش نسبت منظر عدد ناسلت میانگین کاهش پیدا می کند، همچنین با افزایش عدد پرانتل به علت افزایش ویسکوزیته سیال میزان اغتشاش موجود در جریان کاهش پیدا می کند. با توجه با نتایج بدست آمده مشاهده می شود که بیشترین گردابه ها در گوشه بالای دیواره گرم و پایین دیواره سرد تشکیل می شود که در این نواحی بیشترین مقدار سرعت و عدد ناسلت نیز مشاهده می گردد.

بررسی بسیاری از پدیده ها از قبیل انتقال حرارت، انتقال جرم، مکانیک سیالات، فیزیک پلاسما، ترمو الاستیسیته و ...منجر به حل دستگاه معادلات غیر خطی می شود که برای حل آن می توان از روشهای تقریبی، تحلیلی و عددی استفاده نمود. با توجه به کوپل بودن و غیر خطی بودن این معادلات با درجه بالا حل عددی آنها در اکثر مواقع مشکل و پیچیده می باشد. با این وجود برخی از این مسائل با استفاده از روش های عددی حل می شده و برخی دیگر توسط روش های تحلیلی و نیمه تحلیلی حل می شوند. در این پایان نامه به بررسی روش های تحلیلی نوین در علوم مکانیک سیالات و انتقال حرارت از قبیل «روش پرتور بیشن، روش هموتوپی پرتوربیشن، روش حساب تغییرات تکراری و روش تجزیه آدومیان» پرداخته شده و پس از ارائه مثال هایی، مزایا وکاستی آنها بیان شده و به معرفی روش آنالیز هموتوپی پرداخته می شود.این روش با از میان برداشتن نواقص روش های پیشین به ارائه راهکار هایی نوین برای حل معادلات پیچیده حاکم بر دستگاه های معادلات غیر خطی می پردازد.در انتها با ذکر دو مساله کارایی این روش نشان داده شده است. نتایج نشان می دهد که جواب های بدست آمده از روش آنالیز هموتوپی با دقت بالایی با جواب های حقیقی و روش های عددی مطابقت دارد و محدوده همگرایی نسبت به روش های معرفی شده در پایان نامه به خوبی کنترل می گردد.

محققان و مهندسان در طول اعصار گذشته تلاش های زیادی در جهت بهبود میزان انتقال حرارت و همچنین افزایش راندمان انرژی با توجه به محدودیت منابع طبیعی و کاهش هزینه ها داشته اند. این امر به خصوص در سیالات به دلیل کوچکی ضریب رسانش حرارتی بیشتر مورد توجه بوده است. یکی از مهمترین راه های دستیابی به این امر ،که در سال های اخیر به آن توجه زیادی شده، افزودن ذرات جامد با رسانش حرارتی بالا در ابعاد نانو به سیال پایه می باشد. در این تحقیق جریان جابه جایی ترکیبی نانوسیال در داخل حفره ی مایل مورد بررسی قرار می گیرد. هدف از این تحقیق بررسی اثر ذرات نانو و زاویه حفره در انتقال حرارت، جریان سیال و نحوه ی آرایش ذرات نانو با استفاده از مدل مخلوط دو فازی می باشد. در این تحقیق از سیال پایه ی آب و نانو ذره ی جامد (sio2)، برای نسبت های حجمی متفاوت ( ) استفاده شده است. جریان آرام و در محدوده فرض بوزینسک در نظر گرفته شده و نتایج برای پنج عدد ریچاردسون ( ) و زاویای حفره ارائه گردیده است. در این تحقیق برای مدلسازی جریان از مدل مخلوط دو فازی استفاده شده است. استفاده از این مدل اطلاعات مفیدی در ارتباط با نحوه توزیع و آرایش ذرات نانو در داخل حفره در اختیار ما قرار می دهد. در این مدل هر یک از فازها به رسمیت شناخته شده و سرعت هر یک از فازها به طور جداگانه مورد بررسی قرار می گیرد. . برای حل معادلات یک کد عددی به زبان فرترن نوشته شده است. برای گسسته سازی معادلات حاکم از روش حجم محدود استفاده شده است. برای حل معادلات کوپل فشار و سرعت از الگوریتم سیمپل استفاده شده است. صحت نتایج از لحاظ هیدرودینامیکی و حرارتی با مقایسه نتایج عددی با نتایج تجربی و عددی موجود تأیید شده است. نتایج نشان داده است که مدل مخلوط دوفازی، مدل مناسبی برای مطالعه جریان نانوسیال بوده و همخوانی خوبی با نتایج تجربی دارد. نتایج نشان داده است که نانو ذرات معلق در سیال باعث افزایش نرخ انتقال حرارت در هر عدد ریچاردسون و زاویه ای می-شود. همچنین نتایج نشان داده است که عدد ناسلت ماکزیمم با افزایش نسبت حجمی ذرات نانو افزایش می یابد.

توربین و کمپرسور مهمترین اجزا توربین گاز می باشند که عملکرد آنها تاثیر بسیار مهمی بر کارایی سیستم دارد از اینرو تحلیل عملکرد توربین و کمپرسور از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. روش هایی مختلف با هزینه های محاسباتی و دقت های متفاوت برای شبیه سازی توربوماشین ها وجود دارد. یکی از روش های مدلسازی جریان در توربوماشینها، استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی می باشد که در آن تنها نیاز به هندسه و شرایط مرزی بوده و باحل جریان ویسکوز سه بعدی، الگوی جریان و عملکرد توربوماشین تعیین می شود. روش های سه بعدی علیرغم دقت محاسباتی بالا سرعت بسیار کمی دارند از این رو در بسیاری از موارد تحلیل عملکرد نیاز به صرف زمان و هزینه محاسباتی بسیار زیاد دارد. در این پایان نامه یک کمپرسور یک طبقه ترانسونیک ناسا 67 و یک طبقه از توربین هانوفر با استفاده از حل عددی و شبیه سازی جریان با کمک از نرم افزارcfx – ansysمورد بررسی قرار گرفته است. این ابزار قابلیت حل جریان تراکم پذیر سه بعدی با در نظر گرفتن همه ملاحظات مانند مدل های مختلف توربولانس، مدل های مختلف سطح مشترک، اعمال شرایط مرزی دلخواه و... را دارا می باشد. شبکه بندی اصولی، انتخاب مدل های فیزیکی مناسب و شرایط مرزی صحیح از مواردی می باشد که در همگرایی و دقت حل تاثیر بسزایی دارد. از این رو سعی بر آن گردید تا با بررسی اثر هر یک از موارد ذکر شده به حل دقیقی از جریان در توربوماشین دست یافت. مدلسازی کمپرسور و توربین در شرایط مختلف بهره برداری انجام گردیده است و تاثیر نقطه کارکرد بر جریان داخل توربوماشین ها مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به اهمیت منحنی های مشخصه کارکرد در صنعت و نقش آن در پیشبینی رفتار توربوماشین، در انتها با استفاده از نتایج بدست آمده منحنی های کارکرد این تجهیزات بدست آمده است. جهت اعتباربخشی مدل توسعه داده شده از نتایج تست آزمایشگاهی ناسا و هانوفر استفاده شد و نتایج بدست آمده نشان می دهد که حل عددی تطابق بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد.

در تحقیق حاضر به بررسی نشست و پخش ذرات معلق در یک کانال بر روی مانع مثلثی و اثر تغییر زاویه-ی مانع بر روی ته نشینی ذرات پرداخته می شود. در بخش دیگری از کار انجام شده، تأثیر تغییر فاصله ی بین دو مانع مثلثی که پشت سر هم قرار گرفته اند بر ته نشینی ذرات و همچنین اثر نزدیک شدن این دو مانع به دیواره ی کانال بر نشست ذرات بر روی هر دو مانع بررسی شده است. برای تحلیل و محاسبه سرعت سیال در داخل کانال از روش شبکه بولتزمن استفاده شده است. در حل جریان با روش شبکه بولتزمن از شبکه d2q9 استفاده شده که در تحلیل جریان دوبعدی بسیار مورد استفاده قرار گرفته و نتایج قابل قبولی از آن به دست آمده است. رفتار ذرات با دیدگاه لاگرانژی و با کمک معادله لانگوین مورد بررسی قرار گرفته است. در مسئله ی حل شده، جریان آرام و عدد رینولدز برابر 200 می باشد. در بررسی انجام شده نیروهای شناوری، پسا، برا و براونی که بر حرکت ذرات معلق اثرگذار هستند، در نظر گرفته شده اند. قطر ذرات از 40 میکرومتر تا 4/0 میکرومتر و عدد استوکس از 5 تا 001/0 متغییر می-باشند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با افزایش عدد استوکس ذرات از گردابه ها دور شده و بر روی سطوح می نشینند. همچنین در استوکس های پایین ذرات معلق به مانند ذرات سیال رفتار کرده و در سراسر کانال پخش می شوند. در مورد اشکال هندسی هرچه زاویه ی بین ضلع جلویی مانع و راستای جریان ورودی کمتر باشد میزان نشست نیز کمتر خواهد بود. برای دو مثلث قرار گرفته پشت سرهم در فاصله ی مشخصی از همدیگر میزان نشست روی مثلث پشتی به جز در استوکس های بسیار پایین به عدد صفر می رسد. همچنین با نزدیک شدن مثلث ها به دیواره ی کانال رفته رفته از ته نشینی ذرات بر روی هر دو مثلث کاسته شده که این مسئله در مورد مثلث پشتی در استوکس های پایین برعکس می شود.

در‎ ‎این‎ ‎پایان نامه‎ ‎شبیه سازی‎ ‎جریان‎ ‎آرام‎ ‎و‎ ‎انتقال حرارت جابجایی ترکیبی حول دو سیلندر مربعی ‏بوسیله روش شبکه بولتزمن ‏lbm‏ بررسی شده است. برای‎ ‎مدل‎ ‎کردن‎ ‎جریان‎ ‎و‎ ‎انتقال‎ ‎حرارت بر‎ ‎روی ‏مرزهای‎ ‎منحنی از‎ ‎مدل‎ ‎جدیدی‎ ‎که دارای‎ ‎دقت‎ ‎مرتبه‎ ‎دوم‎ ‎می باشد‎ ‎استفاده‎ ‎شده‎ ‎است. در‎ ‎این‎ ‎پژوهش ‏تاثیر فاصله طولی‎ ‎بین‎ ‎سیلندرها، تغییر زاویه آن ها، تغییر فاصله سیلندرها با دیواره های بالا و پایین ‏محدوده محاسباتی بهمراه تاثیر اعداد رینولدز، ریچاردسون و پرانتل بر روی جریان سیال و انتقال حرارت ‏مورد مطالعه‎ ‎قرار‎ ‎گرفته‎ ‎است. شبیه سازی برای بازه های ‏ ‏ ، ‏ ‏ و ‏ ‏ انجام شده است. مقایسه نتایج‎ ‎این‎ ‎پژوهش‎ ‎با نتایج‎ ‎آزمایشگاهی‎ ‎و‎ ‎عددی‎ ‎منتشر‎ ‎شده‎ ‎قبلی، نشان می دهد‎ ‎که‎ ‎این‎ ‎روش‎ ‎دارای دقت بالایی‎ ‎می باشد.‏‎ ‎نتایج حاصل‎ ‎از‎ ‎این‎ ‎پژوهش‎ ‎نشان‎ ‎می دهد‎ ‎که ضریب پسا هر دو سیلندر با افزایش فواصل بین دو سیلندر افزایش می یابد و همچنین میزان تغییرات ‏عدد ناسلت در رینولدزهای بالاتر وابستگی بیشتری به میزان فاصله سیلندرها از یکدیگر دارد. ‏

در این رساله انتقال حرارت در رژیم جریان آرام داخل مبدل های حرارتی پوسته و لوله به صورت آزمایشگاهی و عددی با بکارگیری نانوسیال بررسی شده است. مبدل حرارتی از یک لوله مسی مارپیچ و پوسته ای از جنس پلکسی گلس ساخته شده است. طراحی مبدل حرارتی به گونه ای است که محور مارپیچ و محور پوسته در راستای افق قرار گیرند. در مبدل حرارتی پژوهش حاضر سیال گرم (آب) از داخل لوله مارپیچ عبور کرده و حرارت خود را به سیال خنک کننده (آب / نانوسیال) که در سمت پوسته جریان دارد می دهد. کل مبدل حرارتی عایق شده است تا از اتلاف انرژی به محیط جلوگیری شود. در مجموع 9 مبدل حرارتی با هندسه های گوناگون ساخته و مورد آزمایش قرار گرفته است. با استفاده از روش دومرحله ای نانوسیالات تولید و خواص موردنیاز اندازه گیری شدند. مدت زمان هم زدن و ویبراسیون آلتراسونیک بر پایداری نانوسیال و درنتیجه بر توانایی نانوسیال در دفع حرارت تاثیرگذار است. آزمایشات بر روی مبدلهای حرارتی با هندسه های گوناگون، در دبی های مختلف جریان سمت پوسته و لوله، دماهای ورودی مختلف، انواع مختلفی از نانوسیال و نیز غلظت های حجمی مختلف نانوذره صورت گرفته است. جهت محاسبه ضرایب انتقال حرارت جابجایی اجباری در پوسته و لوله روش ویلسون پلات بکار گرفته شده است. از طرفی جهت بدست آوردن پروفیل و کانتورهای دما در مبدل با استفاده از نانوسیالات از نرم افزار تجاری استفاده شده است. نتایج نشان دهنده افزایش ضریب انتقال حرارت داخل لوله مارپیچ با افزایش عدد دین داخل لوله و افزایش ضریب انتقال حرارت سمت پوسته با افزایش عدد رینولدز می باشد. با افزایش نسبت انحنا جریان های پیچشی شدیدتری در لوله ایجاد شده و ضریب انتقال حرارت سمت لوله افزایش می یابد، در صورتیکه باعث کاهش ضریب انتقال حرارت سمت پوسته می گردد. اما تغییرات ضرایب انتقال حرارت با تغییرات نسبت انحنا بسیار کم است. با افزایش گام مارپیچ ضریب انتقال حرارت سمت لوله کاهش و سمت پوسته افزایش می یابد اما همچنان تاثیرات گام مارپیچ در تغییرات عدد ناسلت بارز نیست. توانایی دفع گرمای نانوسیال آب/آلومینا بیشتر از آب/تیتانیا و آب/سیلیکا می باشد. با افزایش درصد حجمی نانوذرات کارایی حرارتی نانوسیال نیز بیشتر می شود. با این حال این یک اصل کلی نیست و در نانوسیالات اصل پایداری می تواند بر این روند تاثیرگذار باشد. در نانوسیالات آب/آلومینا و آب/تیتانیا با افزایش درصد حجمی نانو ذره عدد ناسلت سمت پوسته افزایش می یابد. در نانوسیال آب/سیلیکا با افزایش درصد حجمی نانوذرات در درصد های حجمی پایین، عدد ناسلت افزایش و در درصد حجمی 1% و 2% با کاهشی ناگهانی به عدد ناسلت آب خالص نزدیک می شود.

فیلترها شبکه های از فیبرهای نازک هستند که عموماً برای جمع آوری مایع از آئروسلها مورد استفاده قرار میگیرند در طول فرایند فیلتر، قطرات به سطح جامد فیبرها برخورد میکنند. در این پژوهش برخورد یک قطر? نیوتنی به یک فیبر نازک با مقطع دایروی با استفاده از روش حجم سیال شبیه سازی شده است. برای این منظور از نرم افزار منبع باز openfoam استفاده گردید. پیش از انجام این شبیه سازی، جهت حصول اطمینان از کد، ابتدا پدید? سقوط آزاد قطر? نیوتنی در محیط ساکن شبیه سازی شد و با پژوهشهای عددی انجام شده مقایسه گشت. در این شبیه سازی اثر اعداد بی بعد eo و oh در تغییر شکل قطره مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج حاصل از این بخش مطابقت زیادی با پژوهشهای انجام شد? پیشین داشتهاند. در گام بعدی، برخورد یک قطر? نیوتنی به یک مانع دایروی شبیه سازی شد. هدف از این شبیه سازی بدست آوردن سرعت و شعاع آستانه جذب میباشد که در فیلترها دارای اهمیت است. برای این منظور شعاع آستانه جذب در سرعتهای متفاوت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این پژوهش نشان میدهند که اگر سرعت برخورد کوچکتر از سرعت بحرانی (آستانه جذب) باشد قطره به طور کامل به فیبر میچسبد در حالی که اگر سرعت بزرگتر از سرعت بحرانی باشد قطره از فیبر عبور می کند و ممکن است تنها بخش کوچکی از سیال بر روی فیبر باقی بماند. از سوی دیگر با افزایش سرعت، شعاع بحرانی قطره کاهش مییابد، به عبارت دیگر با افزایش قطر قطره، سرعت بحرانی برخورد، که در آن قطره بطور کامل توسط فیبر جذب میگردد، کاهش می یابد.

موتورهای گازسوز که دارای بازده بیشتری در زمینه تولید توان الکتریکی نسبت به توربین گاز می باشند تقاضای بیشتری برای استفاده در تولید توان و بازیابی توان دارند. سازندگان موتور به دنبال پیشرفت موتور گازسوز بزرگ بوده و به مدلهایی که خروجی آنها در حد موتور دیزل بالاست، جنبه تجاری داده اند. به هرحال، راندمان تولیدی این موتورها نسبت به موتور دیزل پایه کم می باشد. نیاز برای یک تکنولوژی احتراق موثر قابل قبول برای مخلوط گاز بسیار رقیق که تقاضا برای بازده بالا، خروجی بالا وآلاینده های کم را برآورده کند، در موتور گاز سوز احساس می شود کهس یک راه برای احتراق مخلوط های رقیق استفاده از پیش محفظه احتراق می باشد. در این پروژه، مدل سازی cfd احتراق یک موتور 12سیلندری بدون پیش محفظه (اشتعال مستقیم) و مدل پیش-محفظه دار با قطر سیلندر 150 میلیمتر و طول مسیر 180 میلیمتر به کمک نرم افزار fire انجام شده است. از اینرو، بررسی پارامتری هندسه پیش محفظه شامل بررسی تعداد، جهت گیری و قطر روزنه های نازل و حجم پیش محفظه احتراق می باشد. درنهایت حجم پیش محفظه متناظر با 9/2% از حجم تراکم، تعداد 4 روزنه با قطر 35/2 میلیمتر (مساحت 385/17 میلیمتر مربع) و جهت گیری 75 درجه به عنوان هندسه بهینه برای پیش محفظه انتخاب شدند.

موتورهای احتراق داخلی گاز سوز، مدتهاست که به عنوان موتورهای ثابت در کارخانجات و نیروگاه ها استفاده می شوند. در سال های اخیر تقاضا برای حفظ محیط زیست و بکار گیری سوخت های جایگزین، بازار تولید را به سمت سامانه های تولید قدرت با استفاده از موتور های گاز سوز بزرگ سوق داده است. یکی از مشکلات اصلی کاربرد گاز طبیعی فشرده به جای بنزین و دیزل، افت توان در موتور است که علت اصلی آن کاهش بازده حجمی و افزایش تاخیر در اشتعال می باشد. یکی از راه های کم کردن افت توان، بهینه سازی محفظه احتراق به منظور افزایش سرعت احتراق است. در تحقیق حاضر که در جهت توسعه موتور ملی گازسوز د87 می باشد به بررسی اثر شکل کاسه ی پیستون و موقعیت قرارگیری شمع در سر سیلندر بر روی عملکرد و میزان آلایندگی موتورهای گاز سوز پرداخته شده است. برای این منظور از دینامیک سیالات محاسباتی سه بعدی avl fire برای شبیه سازی سیکل باز موتور که شامل سه مرحله مکش، تراکم و احتراق می باشد استفاده شده است. ابتدا نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های تجربی صحه گذاری شده تا قابلیت اعتماد سایر نتایج برای بحث و مقایسه فراهم گردد. سپس با شبیه سازی سه شکل مختلف برای پیستون و چهار موقعیت متفاوت قرارگیری شمع در سر سیلندر برای هر کدام از شکل های پیستون، میزان فشار و دمای حاصل شده در داخل سیلندر و مقدار آلایندگی آن ها با هم مقایسه گردیده است. نتایج نشان داده است که محفظه احتراقی که بهترین اختلاط و مناسب ترین آشفتگی را ایجاد کند عملکرد بهتری داشته و میزان آلایندگی کمتری نیز حاصل می دهد.

در این پژوهش برخورد یک قطر? غیر نیوتنی به یک فیبر نازک با مقطع دایروی با استفاده از روش حجم سیال شبیه سازی شده است. برای این منظور از نرم افزار منبع باز openfoam استفاده گردید. پیش از انجام این شبیه سازی، جهت حصول اطمینان از کد، ابتدا، جریان سیال غیرنیوتنی با مدل توانی در یک حفر? مربعی که دیواره های بالایی و پایینی آن دارای سرعتی برابر و همجهت می باشند، شبیه سازی گشت و با نتایج عددی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج حاصل از این شبیه سازی کاملاً منطبق بر نتایج پژوهش های انجام شد? پیشین بوده است. در ادامه، برخورد یک قطر? غیر نیوتنی با مدل توانی به فیبر شبیه سازی شد. جهت انجام اعتبار سنجی، نتایج حاصل از شبیه سازی در حالت n=1، که معادل رفتار سیال نیوتنی است، با نتایج حاصل از پژوهش تجربی مقایسه شد که نتایج با دقت مناسبی با نتایج تجربی ارائه شده مطابقت داشته است. جهت درک تفاوتهای رفتار یک سیال غیر نیوتنی در مقایسه با یک سیال نیوتنی، چگالی ، کشش سطحی و ضریب ویسکوزیت? مدل توانی به ترتیب برابر چگالی ، کشش سطحی و ویسکوزیت? آب قرار داده شد و با تغییر شاخص سیال توانی ، تغییر رفتار قطر? غیر نیوتنی بررسی و با نتایج بخش قبل مقایسه شد. نتایج این پژوهش نشان می دهند که با تغییر مقدار n قطره رفتار های متفاوتی از خود نشان میدهد. در سیالات برشی نازک ، با کاهش شاخص سیال توانی n، در یک سرعت ثابت، شعاع آستان? جذب کاهش خواهد یافت. اما در سیالات برشی ضخیم ، با افزایش شاخص سیال توانی در یک سرعت ثابت شعاع آستان? جذب افزایش خواهد یافت. همچنین، در سیالات برشی نازک، در اعداد n کوچک، با افزایش سرعت، شعاع آستان? جذب کاهش خواهد یافت. در سیالات برشی ضخیم نیز، در اعداد n بزرگ، با افزایش سرعت، شعاع آستان? جذب کاهش می یابد اما این روند در سرعت های بالا کاهش می یابد. همچنین نتایج نشان دهند? آن است که بطور کلی، با افزایش سرعت، شعاع آستان? جذب قطره کاهش مییابد، به عبارت دیگر با افزایش قطر قطره، سرعت آستان? جذب، که در آن قطره بطور کامل توسط فیبر جذب میگردد، کاهش مییابد. نتایج حاصل از برخورد قطرات غیرنیوتنی به فیبرهای آبدوست نشان می دهند که فیبرهای آبدوست با افزایش نیروی موئینگی تمایل به حفظ قطره داشته و در مقابل نیروهای اینرسی و گرانش مقاوت بیشتر از خود نشان می دهند. لذا، شعاع آستان? جذب را در مقایسه با فیبرهای آبگریز افزایش می دهند. بلعکس، در فیبرهای آبگریز، تمایل قطره به تر نمودن فیبر کاهش یافته و قطره پس از برخورد به فیبر تمایل به بازگشت از سطح را از خود نشان می دهد. در واقع، در فیبرهای آبگریز نیروی موئیینگی سهم کمتری در حفظ قطره بر روی فیبر ایفا مینماید. بنابراین شعاع آستان? جذب در این فیبرها کاهش می یابد.

در این مطالعه، انتقال حرارت جابجایی در یک کانال سینوسی شکل حاوی نانو سیال تحت میدان مغناطیسی، به وسیله کد متن باز اپن فوم بررسی شده است. میدان مغناطیسی عمود بر کانال اعمال می شود. آب به عنوان سیال پایه در نظر گرفته شده است و نانو ذره مس به آن افزوده می شود. برای شبیه سازی نانو سیال از مدل ماکسول-گارنت برای ضریب رسانش حرارتی و مدل برینکمن برای ویسکوزیته دینامیکی استفاده می شود. علاوه بر این از روش ماکسول برای محاسبه رسانش الکتریکی نانو سیال استفاده شده است. تغییر پارامترهایی نظیر اثر شکل هندسی ، درصد حجمی نانو سیال ،عدد بی بعد هارتمن و عدد بی بعد رینولدز در نظر گرفته شده است. مقایسه نتایج به دست آمده با نتایج عددی گذشته نشان می دهد استفاده از روش حجم محدود به کمک اپن فوم، دقت خوبی برای حل اینگونه مسایل داراست. نتایج نشان می دهند با افزایش جداگانه تمام پارامترهای ذکر شده، عدد ناسلت افزایش می یابد. درصد حجمی نانو سیال، بیشتر بر مقادیر ماکزیمم عدد ناسلت محلی در هر طول موج کانال و مقادیر هارتمن، هم بر مینیمم و هم بر ماکزیمم مقدار عدد ناسلت محلی ،تاثیر گذار هستند. با افزایش عدد رینولدز و ضریب هندسی، گردابه ها در حفره های کانال سینوسی شروع به شکل گیری می کنند. گردابه ها تاثیر دوگانه ای بر انتقال حرارت دارند. افزایش همزمان عدد هارتمن و ضریب هندسی انتقال حرارت را کاهش می دهد. همچنین بررسی اثر تغییر زاویه اعمال میدان مغناطیسی نشان داد که وقتی میدان مغناطیسی عمود بر جریان سیال باشد، حداکثر تاثیر را بر افزایش انتقال حرارت دارد. اعمال میدان مغناطیسی، همزمان با افزایش انتقال حرارت، اختلاف فشار دو سر کانال را نیز افزایش می دهد. مقادیر کم ضریب هندسی و عدد رینولدز تاثیر زیادی بر انتقال حرارت ندارند اما در ضرایب هندسی بیشتر و اعداد رینولدز بالاتر، این افزایش انتقال حرارت چشمگیر است.

دراین رساله عملکرد موتورهای توربوفن از نظر ترمودینامیکی درشرایط خارج از نقطه طراحی بررسی می گردد. این بررسی شامل مقایسه نمودارهای عملکردی موتورهای توربوفن با نسبت کنارگذر بالا و پایین با یکدیگر نیز می باشد. در مدل ترمودینامیکی موتور توربوفن، از روش شبیه سازی مونت کارلو جهت بررسی تاثیر نامعینی های موجود در پارامترهای ورودی ثابت، از قبیل راندمان اتاق احتراق و ارزش حرارتی سوخت، بر روی عملکرد موتور استفاده گردید و نشان داده شد که این نامعینی ها فقط بر روی تابع مصرف ویژه سوخت موثر هستند. عملکرد موتور در شرایط مختلف پروازی از جمله درسرعتها و ارتفاعهای پروازی مختلف، مورد تحلیل قرار گرفته و با استفاده از بهینه سازی چند هدفیِ الگوریتم ژنتیک، متغیر های ورودی به گونه ای تعیین شدند که به ازای آن، توابع هدف موتور، از قبیل نیروی رانش، مصرف ویژه سوخت، راندمان های رانش و حرارتی به طور همزمان در بهترین شرایط عملکردی خود باشند. عمل بهینه سازی با دو وبیش از دو تابع هدف انجام گرفته و نتایج با یکدیگر مقایسه شدند. در بهینه سازی با دو تابع هدف، توابع هدف تعیین شده، به چند دسته دوتایی تقسیم می شوند و منحنی پرتو هر یک رسم می گردد. هر یک از منحنی های پرتو نشان دهنده بهترین نقاط طراحی برای توابع هدف موردنظر است. نقاط ارائه شده نسبت به یکدیگر غیربرترند اما بر هر نقطه دیگری برتری دارند. انتخاب هر یک از این نقاط به عنوان نقطه طراحی به عهده طراح بوده و بستگی به نیاز مساله دارد. در بهینه سازی با چهار تابع هدف تمام توابع هدف موتور توربوفن در سه بخش مختلف وبه صورت همزمان بهینه گردیدند .در بخش اول سرعت و ارتفاع پروازی بهینه برای تمام توابع هدف بدست آمد. در بخش دوم در سرعت پروازی ثابت، ارتفاع پروازی بهینه و در بخش سوم در ارتفاع پروازی ثابت،سرعت پروازی بهینه ای که در آن تمام توابع هدف در بهترین شرایط عملکرد خود باشند بدست آمد. سپس طراحی ترمودینامیکی بهینه موتور توربوفن در جهت یافتن پارامترهای بهینه مستقل ورودی که شامل نسبت فشار کمپرسورکم فشار، نسبت فشار کمپرسورپرفشار، نسبت فشارفن ونسبت کنار گذر می باشد، انجام گرفت. در بهینه سازی از روش تصحیح شده nsgaii (non-dominated sorting genetic algorithm ii) استفاده می گردد. در حالت بهینه سازی با بیش از دو تابع هدف امکان ارایه نتیجه به صورت نمودار وجود ندارد و نتایج به دست آمده در جدول هایی درج می گردد.

چکیده در این پژوهش رفتار قطرات تحت میدان الکتریکی dc مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به افزایش رو به رشد این رشته تحقیقاتی، در ابتدا بطور مختصر کاربردهای الکتروهیدرودینامیک در فصل اول شرح داده شده است. لذا فصل اول این تحقیق به ارائه کاربردها اختصاص داده شده است. در فصل دوم مبانی فیزیکی الکتروهیدرودینامیک شرح داده شده تا مقدمه¬ای باشد(هر چند کوتاه) بر روابط استفاده شده در فصول بعدی. در فصل سوم مروری شده است بر کارهای صورت گرفته در زمینه رفتار قطره تحت میدان. در فصل چهارم نتایج آزمایش تجربی آورده شده¬اند. در فصل پنجم رفتار قطره بصورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در انتها در فصل ششم به بررسی نتایج تحلیلی ( اثر میدان الکتریکی بر روی قطرات ) پرداخته شده است. نتایج تجربی نشان میدهد که دو قطره با بار متضاد میتوانند همدیگر را دفع کنند .¬پراکندگی قطرات در میدان الکتریکی منجر به تشکیل زنجیره قطرات میشود. همچنین انتقال بارهای الکتریکی میتواند بطور یکسان صورت نگیرد و پدیده¬های مختلفی را رقم بزند. افزایش میدان الکتریکی برای قطراتی که به شکل رندم پخش شده اند باعث تشکیل زنجیره¬ای از قطرات میگردد. رفتار نوسانی ، حالت تیلورکن ، اندرکنش دو قطره (انعقاد و جدایش) در این کار نشان داده شده است. نتایج عددی و تحلیلی تغییر شکل قطره را در دو حالت متفاوت (قابلیت پلاریزاسیون) نشان میدهند. در فصل عددی شبیه سازی توسط روش شبکه بولتزمن و در حالت دو فازی صورت گرفته است. حالت های مختلف breakup به کمک روش عددی بدست می¬آیند.سه نوع جدایش pinch-off ،shear و back-breakup در حالتهای مختلف دیده شده و همچنین رفتار دو قطره نیز بررسی شده است. در بحث تحلیلی، رفتار قطره در حالت ناپایدار و در دو حالت ac,dc مورد ارزیابی قرارگرفته است. در این اثر علاوه بر رفتار قطره ساکن ، حرکت قطره در میدانهای ac,dc مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تحلیلی فرکانس بحرانی را پیشبینی میکنند که میتواند راستای تغییر شکل قطره را تغییر دهد. همچنین نتایج تحلیلی مطابقت خوبی با نتایج عددی دارند. تمامی نتایج تحلیلی در اعدادکپیلاری الکتریکی کمتر از یک بدست آمده است. اثر میدان الکتریکی بر روی قطره در حال سقوط منجر به تشکیل گردابه هایی در درون و بیرون قطره میشود که پخش حرارت توسط این ورتکسها توسط روش عددی ترکیبی المان و حجم محدود مورد بررسی قرار گرفته است. افزایش عدد پکلت باعث کاهش اثر پخش حرارتی (ترم دیفیوز) شده و نقش جریان سیال در توزیع حرارت بیشتر میگردد.

عملکرد موتور دیزل به شدت تحت تاثیر سامانه تزریق سوخت آن است. در حقیقت، پیشرفت های چشمگیر انجام شده در راستای بهینه سازی عملکرد موتورهای دیزل، مدیون ارتقا و طراحی بهتر سامانه تزریق سوخت آن است. وظیفه سیستم سوخت رسانی دیزل، مقدار بندی صحیح سوخت با توجه به متغیرهای متفاوتی از جمله، سرعت و بار روی موتور و ارسال و تزریق آن تحت فشار زیاد و زمان مناسب، به درون محفظه احتراق است تا بعد از طی مدت زمان کوتاه تاخیر در اشتعال، شروع آزاد شدن انرژی سوخت به صورت گرما انجام گیرد. در پایان نامه حاضر مدل های فروپاشی و نفوذ اسپری سوخت در دو مرحله اولیه و رژیم دو فازی مورد مطالعه قرار گرفت. هدف از مطالعه مدل های فروپاشی روشن شدن و اصلاح خطاهای دو مدل tab و ddb،که به ترتیب از اشتباهات تایپی و راه حل عددی نادرست است می باشد. و این اشتباهات در این پایانامه تصحیح شده اند و متوجه شدیم که برخلاف دید مرسوم مدل tab نسبت به مدل های فروپاشی دیگر برتر است. برای نفوذ اسپری سوخت، در دو مرحله محدود محاسبه می شود: در مرحله اولیه و رژیم جریان دو فازی. در مرحله اولیه اثرات شکست قطره و هوا در نظر گرفته شده است و در مرحله جریان دو فازی، سرعت قطرات اسپری برابر سرعت هوا فرض شده است. فروپاشی قطره در اسپری برای دو مکانیسم فروپاشی bag و stripping برآورد شده است. در مرحله اولیه یک مدل متحد جدید با در نظر گرفتن اثرات تجزیه قطره و افزودن هوا برای سه رژیم جریان( استوکس، آلن و نیوتن) پیشنهاد می شود. حل معادلات در مرحله اولیه و رژیم جریان دو فازی نفوذ اسپری سوخت با استفاده از روش hpm-padé که ترکیبی از روش های اغتشاش هوموتوپی (hpm) و تقریب padé است، انجام می گیرد. نتایج برای اثرات مکانیسم فروپاشی، افزودن هوا، فشار تزریق و چگالی محیط های مختلف به صورت گرافیکی ارائه و بحث شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که توافق خوبی با نتایج به دست آمده قبلی و نتایج عددی دارد. این نشان داده شده است که روش تحلیلی مورد استفاده در مقایسه با روش های موجود بسیار ساده است. علاوه بر این قطعا از نظر دقت و همگرایی، سریع موثر است. همچنین روش پیشنهادی برای پیاده سازی و حل معادلات غیر خطی پاشش سوخت کارآمد و دقیق است.

در این پایان نامه سعی شده است نسبت به مطالعه و بررسی ایرکولر کندانسورهای فرعی نیروگاه نکا، به عنوان بازی کننده نقش اصلی در خلاگیری و هوا زدایی اقدام گردد. در ادامه به بررسی علل سوراخ شدن تیوبهای کولینگ منطقه دوم ایرکولر پرداخته شده و با توجه به محدودیتهای موقعیت آنها درکندانسورهای فرعی، راهکارهایی در قالب طرح های بهینه سازی شماره یک و دو ارایه میگردد تا نسبت به کاهش ریسک سوراخ شدن تیوبها و عملکرد حرارتی بهتر ایرکولر اقدام گردد. در این راستا از نرم افزارهای گمبیت و فلوئنت برای مدل سازی، شبیه سازی و همچنین حل و پردازش نهایی جریان دوفازی داخل ایرکولر کندانسور، منضم به دارا بودن فرایند کندانس در عبور جریان مخلوط هوا و بخار از منطقه دوم ایرکولر استفاده گردیده است. در این شبیه سازی، ایرکولر کندانسور بصورت دوبعدی مدل گردیده و درجه حرارت تیوبهای خنک کننده نیز بر اساس درجه حرارت متوسط ورودی و خروجی آب دریا در کندانسور در نظر گرفته شده است. سیال دوفازی عبوری از کندانسور نیز بر اساس شرایط درجه حرارت و فشار داخل کندانسور در ماههای مختلف سال شبیه سازی گردیده است. نتایج نشان داده است که در طرحهای بهینه سازی شماره یک و دو، سرعت سیال مخلوط (بخار و هوا) برخورد کننده به تیوبهای کولینگ منطقه دوم ایرکولر کاهش یافته که در نهایت سبب کاهش سایش و کاهش ریسک سوراخ شدن آنان می گردد. مضافاً درجه حرارت خروجی منطقه دوم ایرکولر نیز در طرح بهینه سازی شماره دو، کاهش ملموسی می یابد، که سبب افزایش عملکرد اجکتور می گردد.

چکیده در این پایان نامه جریان جابه جایی آشفته نانوسیالات گاما اکسید الومینیوم-آب و اکسید مس-آب به عنوان خنک کننده در یک مبدل حرارتی دو لوله ای با استفاده از مدل های مختلف حجم سیال و مخلوط به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. برای گسسته سازی معادلات حاکم بر جریان و انتقال حرارت در محدوده محاسباتی، روش حجم محدود مورد استفاده قرار گرفته شده و از الگوریتم سیمپل برای ارتباط معادلات سرعت و فشار استفاده شده است. برای بررسی صحت نتایج، نتایج پژوهش حاضر با داده های تجربی مقایسه گردیده و همگرایی خوبی مشاهده شد. شبیه سازی در محدوده اعداد رینولدز بین 20000 تا 50000 و کسرهای حجمی 2، 3، 4 و 6 درصد انجام گرفته است. تاثیر پارامترهای مختلفی همچون کسرحجمی و عدد رینولدز بر مشخصه های حرارتی و هیدرودینامیکی جریان بررسی شده و پیش بینی نتایج مدل های مختلف ( حجم سیال و مخلوط) با یکدیگر و با مقادیر تجربی مقایسه شده اند. نتایج نشان داد که وجود نانوذرات بر طول توسعه یافتگی جریان تاثیر ندارد. اگرچه وجود نانوذرات باعث افزایش پروفیل سرعت و انرژی جنبشی آشفته بابعد به واسطه افزایش سرعت برای ثابت بودن عدد رینولدز می شود ولی در حالت بی بعد با افزایش کسر حجمی نانوذرات، فقط کاهش اندکی در انرژی جنبشی آشفته به واسطه جذب نوسانات سرعت توسط نانوذرات صورت می گیرد. ضریب انتقال حرارت کلی و تنش برشی دیواره با افزایش کسرحجمی نانوذرات برای هردو نانوسیال افزایش می یابد. با وجود بالاتر بودن اندک ضریب هدایت حرارتی نانوذره گاما اکسید الومینیوم در مقایسه با اکسید مس، نانوسیال اکسید مس-آب انتقال حرارت بیشتری را پیش بینی می کند که نشان می دهد ضریب هدایت حرارتی تنها عامل غالب بر افزایش ضریب انتقال حرارت جابه جایی نمی باشد. مقایسه بین مدل های حجم سیال و مخلوط نشان داد که این دو مدل مقادیر یکسانی را پیش بینی می کنند. همچنین تاثیر افزایش عدد رینولدز بر بهبود انتقال حرارت برای نانوسیالات مختلف یکسان می باشد. کلمات کلیدی: نانوسیال (nanofluid)، مدل حجم سیال (vof model)، مدل مخلوط (mixture model)، ضریب انتقال حرارت کلی (overall heat transfer coefficient)، آشفته (turbulence).

راه حل های مختلفی برای بهبود فرآیند احتراق و کاهش آلاینده ها در موتورهای درونسوز، بدون نیاز به تغییرات زیاد در طراحی این نوع موتورها پیشنهاد شده است. در میان راه حل های پیشنهاد شده، استفاده از گاز طبیعی به عنوان سوخت جایگزین برای گازوئیل، به علت ماهیت احتراقی پاکتر و قیمت ارزانتر، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. یکی از معمول ترین این موتورها که از گاز طبیعی به عنوان سوخت اصلی استفاده می کند، موتور دوگانه سوز است که فرصت جایگزینی سوخت های مایع را با گاز طبیعی یا دیگر سوخت های گازی، به دلیل ماهیت احتراقی تمییزتر و کاهش مقدار آلاینده هایی نظیر اکسیدهای نیتروژن و ذرات معلق فراهم آورده است. چون موتور پایه دیزل با تبدیل شدن به دوگانه سوز با افت توان، احتمال وقوع کوبش و همچنین افزایش آلاینده هایی مثل هیدروکربن های نسوخته و منوکسیدکربن مواجه می شود، راهکارهایی که به افزایش توان و بازده موتور دوگانه سوز، جلوگیری از کوبش و کاهش آلاینده ها منجر می شود بررسی شده اند. در این تحقیق از موتور ملی دوگانه سوز د87 برای آزمایش و شبیه سازی های عددی استفاده شده است. با توجه به اینکه شرکت دیزل سنگین ایران در حال طراحی و توسعه خانواده موتور ملی سنگین بوده است لذا این رساله در همین راستا تعریف شده است و اتاق آزمون توسعه ای این طرح و موتور ملی دوگانه سوز د87 برای آزمایش در اختیار این کار پژوهشی قرار گرفت. موتور مورد نظر پس از همبندی، در اتاق آزمون نصب و راه اندازی شد و آزمونهای مختلف عملکردی بر روی آن انجام شد. همچنین تأثیر مهمترین عوامل بر احتراق موتور دوگانه سوز شامل تنظیم مقدار سوخت آتشزنه و زمانبندی پاشش آن، تعداد سوراخ افشانه، بازخورانی دود خروجی، مقدار حرکت گردبادی در راستای محور افقی و عمودی و افزودن هیدروژن به گاز طبیعی به صورت عددی و به روش cfd با استفاده از برنامه سه بعدی fire و با موازی سازی با نرم افزار gt-power بررسی و نتایج بدست آمده با نتایج تجربی مقایسه گردید. نتایج نشان می دهد با توجه به ماهیت احتراق، با پیش انداختن زمان پاشش و افزایش مقدار سوخت آتشزنه، با استفاده از افشانه 8 سوراخه در این موتور، عملکرد و توان موتور بهبود و آلاینده ها کاهش می یابد. در حالی که تغییر شکل کاسه سنبه تأثیر چندانی بر عملکرد این موتور نداشته است ولی تغییر شکل راهگاه ورودی، بهبود جزئی عملکرد موتور و کاهش آلاینده ها را نشان می دهد ولی با توجه به هزینه زیاد طراحی و ساخت، تغییر آن توصیه نمی شود. همچنین بازخورانی گازهای خروجی سبب کاهش آلاینده nox می شود. افزودن هیدروژن تا 20% سبب بهبود فرآیند احتراق و افزایش سرعت آن می شود و در نتیجه، بیشینه توان افزایش خوبی می یابد و این در حالی است که با افزودن بیشتر هیدروژن (بیش از 20%)، به علت رقیق شدن مخلوط و تأثیر آن بر سرعت شعله و همچنین بروز احتراق غیرعادی، عملکرد موتور تحت تأثیر منفی قرار می گیرد و بازده حرارتی کاهش می یابد.

در این پژوهش برخورد یک حباب به یک صفحه مایل با استفاده از روش حجم سیال شبیه سازی شده است. برای این منظور از نرم افزار منبع باز openfoam استفاده گردید. پیش از انجام این شبیه سازی، جهت حصول اطمینان از کد، ابتدا، صعود تک حباب در یک سیال ساکن ، شبیه سازی گشت و با نتایج تجربی و عددی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج حاصل از این شبیه سازی منطبق بر نتایج پژوهش های انجام شد? پیشین بوده است. در ادامه، حرکت حباب در کنار یک صفحه مایل شبیه سازی شد. جهت انجام اعتبار سنجی، نتایج حاصل از شبیه سازی رژیم های مختلف در صعود تک حباب و هم چنین حرکت حباب در کنار یک صفحه مایل، با نتایج حاصل از پژوهش تجربی مقایسه شد. نتایج این شبیه سازی ها نشان می دهد که اعداد بی بعد و زاویه شیب نقش بسزایی را در رژیم حاکم بر حباب دارند. در کار حاضر پارامترها و اعداد بی بعد تغییر داده شده اند و تأثیر این پارامترها و این اعداد بدون بعد بر سرعت و شکل حباب به دست آمده است و این نتایج باهم مقایسه شده اند. ازجمله این پارامترها زاویه شیب و زاویه تماسی و ازجمله این اعداد بدون بعد اعداد مورتون و باند را می تواند ذکر کرد. با افزایش زاویه شیب سرعت نیز افزایش می یابد تا این که در زاویه شیب 50 درجه به ماکزیمم خود می رسد. هم چنین با ثابت نگه داشتن عدد مورتون و با تغییر عدد باند سرعت و هم چنین دامنه نوسانات سرعت افزایش می یابد چون رژیم حاکم بر حباب تغییر پیدا می کند و اینرسی بر مسئله حاکم می شود. از طرفی دیگر با افزایش عدد مورتون و ثابت نگه داشتن عدد باند سرعت و همچنین نوسانات سرعت حباب کم و کم تر می شود زیرا نیروی ویسکوزیته بر مسئله حاکم خواهد شد. هم چنین با افزایش عدد مورتون حباب در یک زمان مشخص مسافت کم تری را طی می کند و هم چنین حرکت حباب از یک حرکت شتاب دار به حرکت سرعت ثابت مبدل خواهد شد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.