Amireh Nourbakhsh

امروزه استفاده از ماشین های سیالی در صنعت، کشاورزی، ساختمان، حمل و نقل و در همه بخش های زندگی بسیار رایج شده و نقش کلیدی و مهمی دارند. در این بین انواع پمپ ها به عنوان یکی از مهم ترین آن ها همواره مورد بررسی پژوهشگران بوده اند و یکی از رایج ترین نوع آنها یعنی پمپ های گریزازمرکز دارای اهمیت ویژه ای نیز هستند و پژوهش های بسیاری جهت بهبود عملکرد آن ها صورت گرفته است. در این پژوهش یک پمپ گریزازمرکز مورد تحلیل قرار گرفته تا تغییرات ضخامت پره آن، تغییر سرعت دورانی پره ها و تغییر سرعت جریان ورودی به آن تحلیل شده و تأثیرات آن علی الخصوص بر روی توزیع فشار در پمپ و روی پره ها مورد بررسی قرار گیرد. به همین منظور از نرم افزار انسیس فلوئنت جهت شبیه سازی استفاده گردیده و معرفی معادلات حاکم اصلی و توضیح دقیق نحوه شبیه سازی در نرم افزار صورت گرفته و سپس نتایج به صورت کانتور و نمودار آورده شده و موردبحث قرار گرفته شده است.در مجموع تعداد 15 شبیه سازی با سه متغیر در این پمپ انجام پذیرفت که در این شبیه سازی ها عرض (ضخامت) پره، سرعت چرخش پروانه و سرعت ورودی آب تغییر پیدا کردند.

در این پژوهش جریان و انتقال حرارت جابجایی طبیعی آرام سیال ویسکوپلاستیک از نوع کسون داخل یک لوله افقی در حالت دو بعدی بصورت عددی بررسی شده است. شروط مرزی مساله بصورت اصل عدم لغزش روی دیواره ها و دمای غیر یکنواخت دیواره سمت چپ و راست سیلندر ،در نظر گرفته شده است. معادلات دیفرانسیل جزیی حاکم توصیف کننده ی جریان سیال و انتقال حرارت (با استفاده از روش المان محدود مبتنی بر کد نویسی در محیط متلب) روی محدوه ی وسیعی از پارامتر های بی بعد حل شده است. در این پژوهش به بررسی اثر مقادیر مختلف اعداد: رایلی، بینگهام و عدد تسلیم متناظر با بینگهام مربوطه ، و نیز اثر چرخش استوانه با موقعیت زاویه ای (𝛂)مختلف نسبت به حالت اولیه در هر دو جهت ساعتگرد و پادساعتگرد بر مقدار عدد ناسلت میانگین روی دیواره ی سیلندر گرم شده و توزیع سرعت، دما، نواحی تسلیم شده/نشده و خطوط جریان، خطوط همدما و نیز توزیع گرادیان سرعت در هندسه ی جریان، پرداخته می شود. جزییات میدان های دما و جریان در داخل سیلندر به ترتیب به وسیله ی شکل های مربوط به خطوط دما و جریان نشان داده شده است. هم چنین نواحی تسلیم شده و تسلیم نشده ی قسمت های مختلفی از دامنه ی جریان مشخص شده اند. بعلاوه، به وسیله ی نمودار های نشان دهنده ی توزیع عدد ناسلت محلی روی سطح دما پایین سیلندر به همراه مقدار میانگین آن و نمودار های سرعت و دما در مقطع عرضی بین سیلندر در زاویه ی (∅=0°) توضیحات بیشتری فراهم آمده است. دریافت شد که عدد ناسلت میانگین با افزایش عدد بینگهام تا مقدار محدود کننده ی عدد بینگهام (〖Bn〗_Max) که با توجه به طبیعت تسلیم نشده ی جریان، عدد ناسلت میانگین به مقدار تقریبی، نزدیک به حد رسانایی خالص می رسد، کاهش می یابد. با افزایش هر چه بیشتر زاویهα در هردو جهت پاد ساعتگرد و ساعتگرد مقدار ماکسیمم ناسلت میانگین کاهش می یابد که این کاهش برای جهت ساعتگرد بیشتر است،پس ماکسیمم انتقال حرارت بین سیلندر و سیال در زاویه صفر درجه رخ می دهد.همچنین نکته دیگری که بدست آمد این است که از بین رفتن تدریجی انتقال حرارت جابجایی و غالب شدن انتقال حرارت رسانایی ، در مقادیر عدد تسلیم یا به عبارتی اعداد بینگهام کمتری نسبت به حالت صفر درجه رخ می دهد که نشان از توقف زودتر جابجایی جریان نسبت به حالت یاد شده دارد. علاه بر این، پی برده شد که عدد بینگهام بیشینه (〖Bn〗_Max) و

حرکت حباب ها روی سطوح شیب دار مانند کانال های شیب دار، دارای کاربردهای علمی و صنعتی بی شماری می باشد. در پژوهش حاضر به بررسی و شبیه سازی سه بعدی حرکت عرضی یک حباب درون کانال شیب دار در جریان پواسل، با حضور نیروی گرانش پرداخته شده است. معادلات ناویر- استوکس که شامل کشش سطحی است به وسیله روش اختلاف محدود/ ردیابی جبهه حل می شوند. روش اختلاف محدود/ ردیابی جبهه بر اساس نوشتن یک دسته معادله بقا برای کل دامنه حل می باشد، همچنین در این روش ترکیبی از تکنیک های ردیابی حباب و تسخیر استفاده می شود. به صورتی که هر دو فاز به شکل یک سیال با خواص مادی متغیر رفتار می کند. برای جریان سیال از یک شبکه ثابت منظم استفاده می شود اما سطح مشترک دو سیال به وسیله یک شبکه مجزا با بعد پایین تر ردیابی می شود. با انجام شبیه سازی ها به دنبال بررسی تاثیر اعداد بی بعدی چون عدد کاپیلاری، عدد رینولدز، عدد فرود، نسبت هندسی، نسبت چسبندگی و همچنین زاویه شیب کانال بر حرکت عرضی حباب هستیم. بررسی ها نشان می دهند که حباب بدون در نظر گرفتن موقعیت اولیه ایی که در آن رها شده است در موقعیتی تعادلی بین محور مرکزی کانال و دیواره ی آن قرار می گیرد. نتایج نشان می دهند که عدد بدون بعد مناسب برای بررسی اثر کشش سطحی عدد کاپیلاری می باشد چرا که تغییر شکل حباب وابستگی زیادی به عدد بدون بعد کاپیلاری دارد.، با افزایش عدد کاپیلاری سرعت محوری و همچنین تغییر شکل حباب افزایش یافته و در موقیتی نزدیک تر به مرکز کانال به تعادل می رسد. مشاهده شده است که افزایش نسبت چسبندگی، سبب افزایش نیروی رانش دیواره (نیروی روغن کاری) می شود و در نتیجه نرخ مهاجرت حباب به موقعیت تعادلی بیشتر شده و در موقعیتی نزدیک تر به مرکز کانال به تعادل می رسد، میزان تغییر شکل حباب اندکی افزایش می یابد ولی در عدد کاپیلاری ثابت میزان وابستگی تغییر شکل حباب به نسبت چسبندگی بسیار کم می باشد. بررسی اثر عدد بدون بعد رینولدز نشان داد که با افزایش عدد رینولدز تاثیر چسبندگی و نیروی روان سازی کاهش یافته و در پی آن موقعیت تعادل نهایی حباب از مرکز فاصله گرفته و به دیواره کانال نزدیک تر می شود. همچنین بررسی تاثیر زاویه شیب کانال نشان داد که با افزایش زاویه کانال، حباب در محلی نزدیک تر به مرکز کانال به تعادل می رسد و همچنین میزان تغییر شکل آن کاهش می یابد.

در این پژوهش، انتقال حرارت جابجایی طبیعی سیالات ویسکوپلاستیک- مدل کسون همراه با ذرات نانو، محصور درون محفظه مربعی با مرزهای متفاوت گرمایی به صورت عددی بررسی شده است. معادلات دیفرانسیل جزئی حاکم بر جریان سیال و انتقال حرارت (با استفاده از روش المان محدود)، برای مقادیر مختلفی از عدد رایلی (〖10〗^3≤Ra≤〖10〗^6 )، عدد لوییس (2.5≤Le≤10)، پارامتر شناوری (0.1≤N_r≤1)، پارامتر چرخش براونی و ترموفورز (0.1≤N_b=N_t≤1) به ازای یک مقدار از عدد پرانتل (Pr=100) حل شده اند. میدان های دما، جریان و غلظت درون محفظه با استفاده از کانتورهای دما، جریان و غلظت تحلیل شده است. هم چنین نواحی تسلیم شده و تسلیم نشده ی شکل گرفته در قسمت های مختلفی از پیکربندی جریان مشخص شده اند. میزان انتقال حرارت و انتقال جرم در حالات مختلف، به کمک اعداد ناسلت محلی و متوسط، اعداد شروود محلی و متوسط اندازه گیری شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که اعداد ناسلت و شروود میانگین، با افزایش عدد بینگهام، کاهش می یابد و در نهایت، افزایش ویسکوزیته باعث سکون جریان می شود که در این حالت، مقدار انتقال حرارت برابر با انتقال حرارت هدایتی خواهد بود. ضمناً عدد لوییس اثر چندانی بر انتقال حرارت و جریان ندارد اما بر روی انتقال جرم (غلظت) تأثیر می گذارد. همچنین اثر پارامتر شناوری نیز بررسی شد، و طبق تحلیل های صورت گرفته، مشخص شد که افزایش پارامتر شناوری باعث کاهش توزیع جریان در محفظه می شود. با توجه به بررسی های انجام شده بر روی اثر پارامترهای چرخش براونی و ترموفورز، با افزایش پارامترهای مذکور، افزایش بی نظمی در توزیع دما و غلظت را شاهد هستیم.

حرکت قطرات شناور در بازه وسیعی از کاربردهای علمی استفاده می شود، که شامل جریان نفت، املاح مخلوط در آب و فرآیندهای پلیمری می باشد. در پژوهش حاضر به شبیه سازی عددی سه بعدی برخورد قطرات تغییر شکل پذیر تحت جریان بین دو صفحه متحرک مختلف الجهت (جریان برشی) در اعداد رینولدز محدود پرداخته شده است. روش عددی به کار رفته شده در این پایان نامه، اختلاف محدود- ردیابی جبهه می باشد که بر مبنای نوشتن یک دسته معادلات بقاء برای کل دامنه حل است، به گونه ای که هر فاز به صورت یک سیال با خواص مادی متغیر رفتار می کند. روش توصیف شده ترکیبی از روش های تسخیر و ردیابی قطره می باشد. یک شبکه ساکن و منظم برای سیال استفاده می شود اما سطح مشترک با استفاده از یک شبکه مجزا با یک بعد پایین تر و به صورت شبکه نا منظم، مثلثی و متحرک ردیابی می شود. اثرات کشش سطحی نیز از طریق اضافه کردن یک جمله منبع مناسب به معادلات حاکم به حساب آمده است. هدف از انجام شبیه سازی ها بررسی تأثیر پارامتر های بی بعد نظیر عدد رینولدز، عدد کاپیلاری، نسبت چسبندگی و نسبت چگالی می باشد. نتایج نشان می دهند که سرعت نسبی قطرات در راستای عمودی جریان قبل و بعد از برخورد، صرفنظر از مقدارآفست (جدایی اولیه قطرات در جریان قبل از اینکه شروع به حرکت کنند) صفر می باشد همچنین شبیه سازی ها نشان می دهد که تغییر شکل قطرات به شدت وابسته به عدد کاپیلاری است. مشاهده شده است که با افزایش عدد رینولدز اثرات اینرسی افزایش می یابد و چسبندگی سیال محیط کاهش پیدا می کند، در نتیجه حرکت قطرات آهسته تر می شود. مشخص شد که شعاع انحنای سطح مشترک با کوچکتر شدن اندازه یکی از قطرات، کاهش پیدا می کند و کشش سطحی در قطره کوچک تر افزایش می یابد، در نتیجه مقاومت قطره در برابر تغییر شکل افزایش می یابد، و چون برخورد قطرات با سطوح کمتر اتفاق می افتد، نرخ تغییر شکل قطرات نیز کاهش پیدا می کند. نتایج نشان داد با بزرگتر شدن دامنه محاسباتی قطرات بیشتر تحت تأثیر گردابه های ایجاد شده در اطراف خود قرار می گیرند و مسیر حرکت عبوری از روی یکدیگر به مسیر برگشتی که در آن قطرات قبل از برخورد شروع به دور شدن از یکدیگر می کنند، تبدیل می شود. تنش برشی بر روی دیواره ها با افزایش شکل پذیری قطرات کاهش می یابد، اما این مقدار با افزایش شعاع قطرات و با نزدیک تر شدن قطرات به دیواره ها، بیش

کار حاضر به بررسی تغییر شکل قطره درون لایه مرزی خواهد پرداخت اما در ابتدا اعتبار سنجی با مقایسه روش حجم سیال (روش موجود در کار حاضر) و روش تعقیب جبهه با بررسی حباب داخل لایه مرزی در حالت دو بعدی صورت گرفته است در ادامه به تغییر پارامتهای مختلف قطره درون لایه مرزی در حالت سه بعدی به کمک روش حجم سیال پرداخته شده است. ابتدا به بررسی شبکه بندی خواهیم پرداخت، از آنجا که طبق معادلات لایه مرزی تغییرات در جهت ارتفاع از اهمیت بیشتری برخوردار خواهد بود، بنابراین بایستی شبکه بندی به نحوی باشد که تراکم گره ها در جهت ارتفاع بیشتر باشد. تغییرات دامنه با و بدون حضور قطره انجام گرفته است در حالت بدون حضور قطره معادلات پیوستگی و مومنتم برای حالت تک فاز حل خواهند شد و باحضور قطره این معادلات برای حالت دوفازی بررسی خواهند شد. تغییر پارامتهای مختلف در حالتی که قطره حضور دارد نیز به صورت زیر بوده است: تغییر ویسکوزیته سیال فاز پیوسته وقطره به صورت تغییر جنس قطره از آب به روغن و گلیسیرین و جیوه وبنزن بوده است. در بررسی لایه مرزی ضریب اصطکاک سطح درون لایه و سرعت از اهمیت بالایی برخوردار است که در تمامی این حالات با تغییرات این قطرات و تغییر ویسکوزیته و چگالی به تغییرات ایجاد شده در سرعت و ضریب اصطکاک سطح در دامنه پرداخته شده است. در حالت بدون قطره با دور شدن از سطح با افزایش سرعت و کاهش ضریب اصطکاک سطح مواجه خواهیم بود و در حالتی که قطره حضور دارد سرعت منفی خواهد شد و سپس رفته رفته افزایش می یابد و ضریب اصطکاک سطح نیز حالت کمینه وبیشینه خواهد یافت. پارامتر بعدی افزایش قطر قطره خواهد بود که باعث افزایش تنش درون لایه مرزی خواهد شد همچنین با افزایش عدد رینولدز شاهد کاهش ضریب اصطکاک سطح خواهیم بود. تغییرات عدد کاپیلاری و عدد وبر نیز بررسی شده اند که با افزایش عدد رینولدز شاهد افزایش این ضرایب خواهیم بود. عدد بوند نیز با مقایسه کشش سطحی بین دوفاز با نمایش تغییر شکل بین آب و جیوه بررسی شده است که قطره با کشش سطحی بیشتر، تغییر شکل کمتری داشته است. در نهایت تغییر جنس قطره با افزودن نانو سیال چهاردرصد آلومینیوم اکسید نیز بررسی شده که باعث افزایش ضریب اصطکاک سطح و همین طور منفی شدن سرعت سیال فاز پیوسته شده است.

جریان و انتقال حرارت جابجایی طبیعی آرام سیال بینگهام-پلاستیک بین دو استوانه ی دایروی هم مرکز، با مرزهای متفاوت دمایی، به صورت عددی بررسی شده است. معادلات دیفرانسیل جزیی حاکم توصیف کننده ی جریان سیال و انتقال حرارت (با استفاده از روش المان محدود مبتنی بر کد نویسی در محیط متلب) روی محدوه ی وسیعی از پارامتر های بی بعد مربوطه، از جمله، عدد رایلی (〖10〗^3≤Ra≤〖10〗^5)، عدد پرانتل (10≤Pr≤〖10〗^3) و عدد بینگهام (0≤Bn≤〖Bn〗_Max) برای محدوه ای از مقادیر نسبت قطر استوانه ی داخلی به قطر استوانه ی خارجی، (1/3≤B≤1/2)، حل شده اند. جزییات میدان های دما و جریان در مجاورت استوانه ی گرم (داخلی) به ترتیب در ترم هایی از خطوط دما و جریان تجسم شده است. هم چنین نواحی تسلیم شده و تسلیم نشده ی قسمت های مختلفی از دامنه ی جریان مشخص شده اند. بعلاوه در ترم هایی از توزیع عدد ناسلت محلی روی سطح سیلندر داخلی به همراه مقدار میانگین آن و نمودار های سرعت و دما در مقطع عرضی بین دو استوانه در زاویه ی (∅=0°) روشن سازی بیشتری فراهم آمده است. دریافت شد که عدد ناسلت میانگین با افزایش عدد بینگهام تا مقدار محدود کننده ی عد بینگهام (〖Bn〗_Max) که با توجه به طبیعت تسلیم نشده ی جریان، عدد ناسلت میانگین به مقدار تقریبی، نزدیک به حد رسانایی خالص می رسد، کاهش می یابد. علاه بر این، تأثیر نسبت ابعادی B، روی عدد بینگهام بیشینه و نتایج عدد ناسلت میانگین بررسی سده است. پی برده شد که با افزایش اندازه قطر استوانه ی خارجی نسبت قطر استوانه ی داخلی، یعنی کاهش نسبت ابعادی B، عدد بینگهام بیشینه و عدد ناسلت میانگین هردو افزایش می یابند. از طرف دیگر عدد ناسلت، وابستگی بسیار ضعیفی را به عدد پرانتل نشان می دهد. هم چنین عدد بینگهام بیشینه (〖Bn〗_Max) و عدد ناسلت میانگین (¯Nu) با افزایش عدد رایلی، هردو افزایش می یابند. بعلاوه، با توجه به وجود تنش تسلیم سیال، نواحی شبه سیال (تسلیم شده) و شبه جامد (تسلیم نشده) بسته به میزان تنش غالب جریان در مقابل تنش تسلیم سیال، در دامنه ی جریان هم زیستی می کنند. در یافته شد که به طور طبیعی، در نواحی شبه جامد، انتقال حرارت به صورت رسانایی رخ می دهد و انتقال حرارت جابجایی به نواحی تسلیم شده (شبه سیال) محدود می شود. علاوه بر این، روشن شد که گستره ی نواحی تسلیم شده با افزایش عدد بینگهام و/یا کاهش عدد رایلی ب

دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) توسط روش های لاگرانژی و اویلری پیاده سازی شده است. هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) یک روش ذره مبنای بدون شبکه بر اساس فرمولاسیون لاگرانژی است. این روش بر اساس روش عددی برای حل معادلات دینامیک سیالات استوار است که در آن سیال با مجموعه ای از ذرات جایگزین می شود. تمام ذرات خواص را با خود حمل نموده و جابجایی به صورت خودکار صورت می پذیرد. در مقابل، روش های اویلری شبکه مبنا مشکلاتی از قبیل خطای پخش عددی ناشی از جمله جابجایی را دارند. به علت سهولت و استحکام SPH، این روش عددی برای حل مسائل پیچیده مکانیک سیالات و جامدات توسعه یافته است. مزیت مهم SPH در مدل سازی جریان های چندفازی با اختصاص فاز مخصوص به هر ذره می باشد. روش SPH تراکم ناپذیر برای حل جریان سیال نیوتنی و غیرنیوتنی استفاده شده است. در این پژوهش، یک الگوریتم سه مرحله-ای صریح به کار گرفته شده است. در گام اول این الگوریتم، معادله ممنتوم در حضور نیروهای حجمی و در غیاب سایر نیروها حل می شود. در نتیجه یک سرعت میانی محاسبه می گردد. در گام دوم، سرعت های میانی محاسبه شده در گام اول برای محاسبه|D| (پایای دوم اصلی نرخ کرنش) توسط دیورژانس تانسور تنش به کار گرفته می شوند. در انتهای گام دوم، مؤلفه های سرعت هر ذره به روز شده و موقعیت هر ذره طبق سرعت های میانی حرکت می کند. تا پایان این مرحله، هیچ شرطی برای تراکم ناپذیری سیال اعمال نشده است و سرعت های میانی به دست آمده معادله بقای جرم را ارضا نمی کنند؛ و انتظار می رود در طول این به روز رسانی چگالی ذرات تغییر کرده باشد. در واقع با کمک معادله پیوستگی می توان انحراف چگالی هر ذره را محاسبه نمود. میدان سرعت نیز لازم است برای بازگرداندن چگالی ذرات به مقدار اولیه خود محاسبه شود. برای این منظور در گام سوم الگوریتم، جمله گرادیان فشار در معادله ممنتوم به عنوان یک جمله چشمه با معادله پواسون ترکیب شده تا معادله پواسون فشار حاصل شود. سرانجام، سرعت و موقعیت نهایی هر ذره در پایان گام زمانی محاسبه می گردند. در این پژوهش جریان هایی نظیر شکست سد، مخزن هیدرواستاتیک، کانال ساده، کانال با انبساط موضعی، مسئله حفره با درپوش متحرک، کوئت و پوازی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج با داده های آزمایشگاهی و کارهای عددی مقایسه شد و تطابق خوبی مشاهده گردید.

مطالعه در زمینه ی جریان های سطح آزاد، به علت اهمیت و کاربرد فراوان آن همواره مورد توجه محققین بوده است. از جمله این جریان ها، جریان های ساحلی می باشد. در این تحقیق با استفاده از یک روش کاملاً لاگرانژی-عددی مبتنی بر ذرات و بدون شبکه بندی به نام روش هیدرودینامیک ذرات هموار، شبیه سازی رفتار ماسه در تغییر شکل بستر سواحل ماسه ای انجام شده است. انتخاب این موضوع برای پایان نامه از این جهت بوده که در مطالعات معمول در مورد بسترهای ساحلی، مطالعه این بسترها بیشتر به لحاظ رفتار موج و موج شناسی مدنظر بوده و رفتار خود ماسه در این گونه بسترها مغفول مانده است. از طرفی دیگر، انتخاب روش هیدرودینامیک ذرات هموار، باعث افزایش دقت و پایداری در مدل کردن تغییر شکل های زیاد و اعمال نکردن شرط اضافی در مرزها یعنی مرز بین آب و ماسه و همچنین در سطح آزاد آب می شود. در این روش معادلات ناویر-استوکس که در واقع معادلات حاکم بر جریان های با سطح آزاد هستند، حل می شوند. در این شبیه سازی یک سری نقاط درون یابی با توزیع دلخواه وجود دارند که می توانند ذرات سیال فرض شوند. کلیه متغیرها به وسیله این نقاط و توسط یک تابع درون یابی محاسبه می گردند. در اینجا ما از الگوریتم هیدرودینامیک ذرات هموار همراه با تراکم پذیری جزئی در حل مسائل سیال استفاده می کنیم که باعث افزایش سرعت حل خواهد شد. مبنای این الگوریتم استفاده از معادله حالت تیت بجای استفاده از معادله پواسون برای محاسبه فشار می باشد. در این پژوهش رفتار ماسه به عنوان یک سیال غیر نیوتونی ارزیابی شده است. بر اساس اطلاعات موجود، شبیه سازی تغییر شکل بستر سواحل ماسه ای با استفاده از الگوریتم تاکنون انجام نشده است. مقایسه نتایج بدست آمده این روش با تحقیقات عددی گذشته، بیانگر توانایی این روش در شبیه سازی چنین جریان هایی می باشد.

انتقال حرارت یکی از مسائل مهم در طراحی موتورهای احتراق داخلی است، زیرا انتقال حرارت بر عملکرد، بازده و آلاینده های خروجی موتور تاثیر مستقیم دارد. یکی از راهکار های بررسی دقیق تر انتقال حرارت استفاده از فرض جوشش در شبیه سازی ها ی حرارتی است زیرا جوشش مادون سرد در نقاط داغ موتور می تواند بر انتقال حرارت تاثیر مطلوب بگذارد. از جمله مزایای به کارگیری جوشش در راهگاه آب موتور می توان به کاهش وزن موتور، کاهش وزن رادیاتور، کاهش دوره گرمایش موتور، افزایش ضریب انتقال حرارت، بالا بردن نسبت توان به وزن، کاهش تنش های حرارتی در قطعات و کاهش توان واتر پمپ اشاره کرد. در تحقیق حاضر، روش ها ی مورد استفاده برای تصحیح ضریب انتقال حرارت و همچنین فرض جوشش در شبیه سازی های مربوط به موتورهای احتراق داخلی به وسیله دینامیک سیالات محاسباتی بررسی و سپس میزان اعتبار آنها با هم مقایسه شده و با بهترین و مناسبترین روش، شبیه سازی حرارتی موتور ملی انجام شد. همچنین در کار حاضر برای شبیه-سازی راهگاه های خنک کاری به دلیل نبود پروفیل دمایی معتبر بر روی مرز سیال از روش حل همزمان انتقال حرارت جامد و سیال استفاده شد. برای در نظر گرفتن جوشش نیز دو روش BDL و چن در راهگاه استوانه ای با هم مقایسه گردید و مشاهده شد که در دمای کاری موتور نتایج اعتبارسنجی روش چن و BDL مشابه یکدیگر است. اما روش چن مقدار کمی به نتایج تجربی نزدیکتر بوده و از آنجا که در تحقیق های گذشته میزان اعتبار این روش بیشتر از روشBDL است، لذا از روش چن برای شبیه سازی استفاده شد. مدل جوشش معرفی شده برای شبیه سازی حرارتی موتور ملی EF7 استفاده گردید و کانتورهای سرعت، ضریب انتقال حرارت جابجایی همراه با فرض جوشش و نواحی جوشش جریان بدست آمد. همچنین شبیه-سازی بدون فرض جوشش نیز انجام شد و با شبیه سازی همراه با فرض جوشش مقایسه گردید. نتایج تاثیر بسیار زیاد فرض جوشش در مقادیر ضریب انتقال حرارت را به وضوح نشان می دهد. سپس با استفاده از روش خنک کاری دقیق سعی بر بررسی انتقال حرارت در نواحی دریچه دود و اطراف شمع شد و در نتیجه مشاهده گردید تنها کاهش یک میلیمتری ضخامت راهگاه در ناحیه دریچه دود، بدون افزایش افت فشار تاثیر مطلوبی بر روی سرعت دارد. با تغییر هندسه نواحی مابین سیلندرها نیز سعی شد تا میزان جوشش در ناحیه مابین سیلندرها کاهش یابد که در نتیجه در اصلاح س

در پژوهش حاضر به شبیه سازی عددی سه بعدی مهاجرت عرضی یک حباب تغییر شکل پذیر تحت جریان ترکیبی برشی ساده و پوآسوی در اعداد رینولدز محدود پرداخته شده است. معادلات ناویر-استوکس با رویکرد بقائی برای سیالات تراکم ناپذیر با استفاده از روش اختلاف محدود روی یک شبکۀ منظم، ساکن و جابجا شده حل شده است. وجه مشترک بصورت صریح توسط اتصال نقاط نشانگر از طریق روش ردیابی جبهه روی یک شبکۀ نامنظم، مثلثی و متحرک ردیابی شده است. اثرات کشش سطحی نیز از طریق اضافه کردن یک جملۀ منبع مناسب به معادلات حاکم به حساب آمده است. برای تزریق نیروهای کشش سطحی به شبکۀ ساکن از روشی به نام مرز غوطه ور استفاده شده است. هدف از انجام شبیه سازی ها بررسی تأثیر اعداد بدون بعد حاکم، نظیر عدد کاپیلاری، عدد رینولدز، نسبت هندسی بر نحوۀ مهاجرت جانبی است. نتایج نشان می-دهند که یک حباب صرفنظر از موقعیت اولیۀ آن در یک موقعیت تعادلی میان دیواره و خط مرکزی تثبیت خواهد شد. همچنین شبیه سازی ها نشان می دهند که تغییر شکل حباب به شدت وابسته به عدد کاپیلاری است. بنابراین، عدد بدون بعد مناسب برای کشش سطحی، عدد کاپیلاری خواهد بود. مشاهده شده است که با افزایش عدد رینولدز اثرات چسبندگی ضعیف تر شده و نیروی روانسازی کاهش می یابد و درنتیجه حباب در یک موقعیت نزدیکتری نسبت به دیواره قرار خواهد گرفت. همچنین تأثیر شعاع حباب بر روی مهاجرت بررسی شده است. مشاهده می گردد که افزایش شعاع حباب باعث خواهد شد که مرکز حباب در یک وضعیت تعادلی نزدیکتری نسبت به خط مرکزی قرار بگیرد. گرادیان فشار منفی موجب خواهد شد که تغییر شکل حباب بیشتر شود و در نتیجه حباب در یک وضعیت تعادلی نزدیکتری نسبت به خط مرکزی قرار بگیرد. تنش برشی بر روی دیواره-ها در حضور حباب، دارای تغییراتی وابسته به موقعیت اولیه حباب می باشد. نتایج نشان داد که با افزایش شعاع حباب و یا افزایش عدد کاپیلاری تنش برشی بر روی دیواره پایین کاهش می یابد. در مجموعۀ دوم از شبیه سازی ها، جملۀ نیروی گرانشی به معادلات ناویر-استوکس اضافه شده است. در این قسمت نیز به تأثیر اعداد بدون بعد حاکم در حضور شتاب گرانشی، نظیر عدد فرود پرداخته می شود. در این مورد تغییر شکل حباب به شدت وابسته به عدد اتوش می باشد.