كاربرد روش عددي شبكه بولتزمن در حل جريان سيال لزج و تراكم پذير

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان . دانشكده مكانيك

كارشناسي ارشد

در اين پايان نامه مباني نظري روشهاي شبكه گاز و شبكه بولتزمن ارائه و نشان داده شد كه روشهاي مذكور در سطح ماكروسكوپيك و در محدوده اعداد ماخ كوچك منجر به ارضاي معادلات پيوستگي و ناويراستوكس مي گردند. روش عددي شبكه بولتزمن تشريح گرديد و چگونگي اعمال شرايط مرزي در اين روش تشريح شد. همچنين روش جديدي براي اعمال شرايط مرزي انتهاي كانال ارائه و مورد آزمايش قرار گرفته است . براي روشن تر نمودن مطالب و به منظور بررسي دقيق تر دامنه و كاربرد روشهاي فوق ، در اين پايان نامه ، برنامه كامپيوتري به زبان برنامه نويسي Cنگاشته و سه مسئله نمونه حل عددي شد. با توجه به اينكه روش شبكه بولتزمن شكل تكامل يافته روش شبكه گاز مي باشد، براي روش شبكه گاز برنامه كامپيوتري نوشته نشد و اين روش براي حل هيچ مسئله اي مورد استفاده قرار نگرفت . در مثال اول جريان بين دو صفحه موازي براي اعداد رينولدز 20، 50 و 100 حل عددي گرديد. مثال دوم به جريان درون حفره مربعي شكل و براي اعداد رينولدز 100 الي 5000 مي پردازد. در مثال سوم جريان حول استوانه واقع در بين دو صفحه موازي براي يك حالت يكنواخت ( در عدد رينولدز 20 ) و همچنين براي يك حالت غيريكنواخت ( در عدد رينولدز 100 ) حل عددي شد. در كليه مثالهاي فوق ، نتايج بدست آمده از حل عددي شبكه بولتزمن با نتايج نظري و يا با حلهاي عددي كه توسط سايرين و با استفاده از روشهاي متعارف انجام شده ، مقايسه گرديد، براي هر مثال تاثير ابعاد شبكه بررسي شده است . همچنين ، تراكم پذيري مصنوعي مورد بحث قرار گرفته است . با توجه به اينكه روش شبكه بولتزمن در محدوده اعداد ماخ كوچك معتبر است ، در مثالهاي ارائه شده ، براي حصول اعداد رينولدز بالا، لزجت مدل كاهش داده شد..

13586

([تبديل انرژي])

مهندسي مكانيك

دانشگاه صنعتي اصفهان

محمود اشرفي زاده