عنوان

شبیه سازی عددی و مقایسه اختلاط در سیالات ویسکوالاستیک و نیوتنی

شماره

‭۱۵۶۴۷پ‬

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

شبیه سازی عددی و مقایسه اختلاط در سیالات ویسکوالاستیک و نیوتنی

نام نخستين پديدآور

/کاظم بازسفیدپر

نام ناشر، پخش کننده و غيره

: مهندسی مکانیک

تاریخ نشرو بخش و غیره

، ‮‭۱۳۹۴‬

متن يادداشت

چاپی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مهندسی مکانیک گرایش تبدیل انرژی

زمان اعطا مدرک

‮‭۱۳۹۴/۱۱/۱۸‬

کسي که مدرک را اعطا کرده

تبریز

متن يادداشت

در این پایان‌صنامه اختلاط سیالات ویسکوالاستیک و نیوتنی به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است .اختلاط جریان ها در اعداد رینولدز بسیار پایین اغلب بر مبنای مکانیزم پخش مولکولی و نه بر مبنای مکانیزم بی نظمی /حرکت ناپایداری تلاطمی استوار است .برای حل این مشکل از دو نوع میکرو میکسر فعال و غیر فعال برای افزایش کارایی اختلاط استفاده می شود .یکی دیگر از راه های بهبود اختلاط ، اضافه کردن موادی به سیال است که باعث ایجاد خاصیت ویسکوالاستیک در سیال می‌صشود .تنش های اعمال شده بر این سیالات با حذف نیروی محرک صورت ناگهانی حذف نمی شود بلکه بسته به زمان مشخصه ناشی از الاستیسیته آن کاهش می یابند .این خاصیت باعث ایجاد بی نظمی هایی در رینولدزهای پایین در کانال می‌صشود که بهبود اختلاط را به همراه دارد .در این مطالعه اختلاط دو جریان سیال نیوتنی و همین طور ویسکولاستیک مورد مطالعه قرار گرفته است .از دو هندسه انقباض و انبساط ناگهانی برای ارزیابی تاثیر الاستیسیته بر اختلاط استفاده شده است .جریان دوبعدی، پایا و غیرقابل تراکم بوده و برای سیال ویسکوالاستیک از مدل سیال ‮‭Oldroyd B‬ استفاده شده است .معادلات حاکم بر جریان شامل معادلات بقای جرم، مومنتوم، معدلات تنش و کسر جرمی می‌صباشند .تمامی معادلات به صورت کوپل با روش حجم محدود و توسط برنامه‌صای به زبان فرترن نوشته شده حل شده‌صاند .برای گوپل فشار و سرعت از الگوریم ‮‭SIMPLE‬ استفاده شده است.به منظور افزایش سرعت همگرایی از روش ‮‭Multigrid‬ برای تمامی متغییرها استفاده شده است .دستگاه معادلات حاصل از معادلات مومنتوم و کسر جرمی با استفاده از روش ‮‭TDMA‬ و دستگاه معادلات حاصل از معادلات تنش با استفاده از روش ‮‭SCGS‬ حل شده‌صاند .نتایج در سه عدد رینولدز‮‭۰۱/۰‬ ، ‮‭۱/۰‬ و ‮‭۱‬ و سه عدد ویسینبرگ‮‭۵/۰‬ ، ‮‭۱‬ و ‮‭۳/۱‬ و عدد پکلت ‮‭۷۰۰‬ محاسبه شده‌صاند .با توجه به نتایج مشاهده شد که الاستیسیته سیال بعد از تشکیل گردابه‌های باعث بهبود اختلاط می‌صشود .استفاده از روش ‮‭Multigrid‬ با عث کاهش زمان محاسبات تا ‮‭۴۵‬ می‌صشود .

متن يادداشت

In this thesis, mixing of viscoelastic and Newtonian fluids has been investigated, numerically. The mixing of flows in very low Reynolds numbers is based on molecular diffusion not chaotic advection/turbulence mechanism. In order to solve this problem, two kinds of micromixers, passive and active are used. Another way to improve the mixing is adding of substances to the fluid to create the viscoelastic feature. The applied stresses on these kinds of fluids do not eliminate suddenly but decrease dependent on its characteristic time due to elasticity. The elasticity uses chaotic advection to improve the mixing in low Reynolds numbers.In this study mixing of two Newtonian and also two viscoelastic flows has been studied. The geometries of abrupt contraction and expansion have been used to investigate the effect of elasticity on mixing. The flow was two-dimensional, steady and incompressible and the viscoelastic fluid was modeled with Oldroyd-B fluid model. The governing equations are conservation of mass, momentum, stresses and mass fraction. These equations have been solved all coupled by using a FORTRAN code. In order to couple the velocity and pressure the SIMPLE algorithm was used. The Multigrid method was used to improve the speed of convergence for all variables. The system of discretized equations was solved using TDMA for momentum and mass fraction and SCGS for stresses.The results were presented for Reynolds numbers of 0.01, 0.1 and 1, Weissenberg numbers of 0.5, 1 and 1.5 and Peclet number of 700. Results showed that fluid elasticity improves the mixing of flows after appearance of two vortexes which are due to fluid elasticity. Also, using of Multigrid method decreases the computing time up to 45

مستند نام اشخاص تاييد نشده

بازسفیدپر، کاظم

مستند نام اشخاص تاييد نشده

باهری اسلامی، سیما، استاد راهنما

مستند نام اشخاص تاييد نشده

غرایی خسروشاهی، رضا، استاد مشاور

يادداشت عمومي

سیاه و سفید

وضعیت فهرست نویسی

نمایه‌سازی قبلی