عنوان پایان‌نامه
مدلسازی جریان دو فازی با نسبت دانسیته بالا در میکروکانال بوسیله روش شبکه ای بولتزمن
- رشته تحصیلی
- مهندسی هوا - فضا - جلوبرندگی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73334;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 73334
- تاریخ دفاع
- ۲۱ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- احمدرضا روانگرد
- استاد راهنما
- محمدحسین صبور
- چکیده
- پیشرفت روز افزون ماشین‌های ساخت در تولید ریزدستگاه‌ها سبب شده است که استفاده از این ریزدستگاه‌ها در بسیاری از صنایع فراگیر شود. میکروکانال‌ها و مینی‌کانال‌ها در تولید دستگاه‌ها در مقیاس‌های ریز برای انتقال سیالات و ذرات مورد استفاده قرار می‌گیرد. بررسی رفتار جریان سیالات درون این گونه کانال‌های با اندازه‌ی ریز مقیاس یک مسأله مهم است. در کار حاضر سعی شده است که جریان دوفازی درون یک میکروکانال به کمک یک روش عددی جدید به نام روش شبکه‌ای بولتزمن مدلسازی شود. روش شبکه‌ای بولتزمن، در سه دهه اخیر مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. این روش، دیدگاه متفاوتی در نگرش به رفتار سیال دارد؛ به طوری که بر خلاف روش‌های معمول مدلسازی دینامیک سیالات (که نگرش بالکی به سیال دارند) این روش، از دیدگاه مزوسکوپیک به بررسی جریان می‌پردازد. یکی از مدل‌های موجود در روش شبکه‌ای بولتزمن برای مدلسازی جریان‌های چند‌فازی و چند‌جزئی، روش کرومودینامیک می‌باشد. در کار حاضر، سعی شده که روش کرومودینامیک به گونه‌ای سازگار شود که بتواند جریان‌های با نسبت چگالی بالا را مدلسازی کند. پژوهش حاضر به بررسی روش‌هایی پرداخته است که بتواند به کمک آن‌ها خطاهای تراکم‌پذیری، خطاهای ناشی از اختلاف چگالی و ویسکوزیته و خطاهای ناشی از سرعت‌های پارازیتی را مورد بررسی قرار دهد و روش‌ها و راهکارهایی برای رفع این خطاها ارائه کند.
- Abstract
- Micro-devices developments led to widespread use of these devices in many industries. The use of microchannels and minichannels in Micro-devices shows the importance of fluid flow behavior within these channels. According to the importance of this issue and multiphase flow behavior in microchannels, our aim has been to numerical modeling of such flows. Numerical modeling procedure in this study is Lattice Boltzmann Method. Lattice Boltzmann method in the past three decades has been of interest to researchers. This mothod uses a different vision for surveying the behavior of fluids, unlike conventional fluid dynamics methods. In the conventional methods, fluid motion captured by a macroscopic vision, but Lattice Boltzmann method uses the mesoscopic vision. Based on this property, LBM is a powerful method for complex problems like multi-phase/multi-component fluid dynamics. There are several LBM models for multi-phase/multi-component flow simulations. One of thses models for multi-phase and multi-component flow simulation, is chromodynamics. In the present work, we tried to make the chromodynamic model compatible for high density ratio flow in a microchannel. Two different approaches introduced for this goal. In the first approach, we try to eliminate errors by use of an artificial potential force and for the second approach we use another operator instead of perturbation operator. In the next step, we analyzed the approaches for different problems. The results show that this approaches has enough capability for high density ratio flow modeling in a microchannel. Keywords: Lattice Boltzmann Method ,Chromodynamics ,Microchannel ,Multi-phase
