نام پژوهشگر: علیرضا شاطری نجفآبادی
رضا ترابیده علیرضا شاطری نجف آبادی
افزایش دمای ورودی به توربین در موتورهای توربین گاز پیشرفته، در جهت دست یافتن به راندمان حرارتی بالاتر، نواحی نوک پره توربین را در معرض بار حرارتی بالایی قرار می دهد که باید به شکل مناسبی خنک شود. جریان نشتی در اثر اختلاف فشار بین سمت فشاری و مکشی پره و در ناحیه نوک شکل می گیرد. این جریان علاوه بر تأثیر بر روی کارایی آیرودینامیکی پره، بار حرارتی بالایی را بر روی سطح نوک اعمال می کند. در این پایان نامه، حالت های مختلف هندسه نوک در کنار دو اندازه لقی 1/5% و 2/5% و عمق فرورفتگی نوک پره 2% و 3/77% ، نسبت به گستره پره، از نظر جریان نشتی مورد بررسی قرار می گیرند. همچنین اثر خنک کاری لایه ای بر روی سطح نوک پره نیز مورد مطالعه قرار می گیرد. در این مطالعه، نرم افزار gambit به عنوان پیش پردازنده برای تولید شکل و نرم افزار ansys cfx جهت حل مسأله مورد استفاده قرار گرفته است. معادلات حاکم شامل معادلات پیوستگی، ممنتم و انرژی هستند که برای حل آن ها از روش متوسط گیری رینولدز استفاده شده است. برای حل جریان آشفته، معادلات انتقال تنش برشی بکار گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش لقی نوک، ضریب انتقال حرارت روی سطح نوک افزایش پیدا می کند همچنین نتایج نشان می دهد که هندسه نوک لبه دار با یک لبه در سمت مکشی بهترین حالت برای کاهش جریان نشتی و ضریب انتقال حرارت روی نوک پره می باشد.
نیما نوروزی علیرضا شاطری نجف آبادی
حل معادلات حاکم در مکانیک سیالات یکی از مطرح ترین مسائل در علوم مهندسی است، عموما معادلات حاکم در مکانیک سیالات یک مجموعه معادلات دیفرانسیل پاره ای غیرخطی و وابسته را ایجاد می کنند که باید در یک قلمرو نا هموار با شرایط اولیه و مرزی مختلف حل شوند. روش های مختلفی برای تفکیک ناحیه حل تا کنون ارایه شده است.روش ارائه شده در این پایان نامه بر اساس تولید شبکه های بی سازمان با المانهای منشوری می باشد. دلیل اصلی انتخاب شبکه بی سازمان انعطاف پذیری این روش در ایجاد شبکه های پیچیده و آسانی تطبیق این شبکه با خصوصیات جریان است و دلیل استفاده از المانهای منشوری این است که با توجه به قاعده مثلثی از مزایای المانهای چهار وجهی و هرمی برخوردار می باشد ولی برتری عمده این نوع المان نسبت به انواع چهار وجهی و هرمی امکان ریز کردن زیاد المان در نواحی میدان که گرادیان کمیتها بسیار زیاد است می باشد که این امر در المانهای چهار وجهی و هرمی به علت اینکه در محاسبه شار ها با خطای زیادی مواجه می شویم امکان پذیر نیست. معادلات حاکم بر جریان غیرلزج معادله های اویلر نامیده می شوند در روش عددی ابتدا محدوده حل شبکه بندی شده و به تعدادی سلول یا حجم کنترل تقسیم می گردد. سپس معادلات حاکم بر جریان گسسته می شوند تا بر روی شبکه بکار گرفته شوند. گسسته سازی معادلات به روش حجم محدود انجام می گیرد. معادلات دیفرانسیل بر روی تمام حجم کنترل های موجود در میدان محاسباتی انتگرال گیری می شوند. سپس معادلات انتگرالی گسسته شده و به سیستم معادلات جبری تبدیل می شوند و با استفاده از روش های تکراری حل می شوند. نتایج بدست آمده برای چند نمونه مثال آورده شده که تطابق قابل قبولی با روشهایی که قبلا انجام شده را دارد.