Amireh Nourbakhsh

امروزه استفاده از ماشين هاي سيالي در صنعت، كشاورزي، ساختمان، حمل و نقل و در همه بخش هاي زندگي بسيار رايج شده و نقش كليدي و مهمي دارند. در اين بين انواع پمپ ها به عنوان يكي از مهم ترين آن ها همواره مورد بررسي پژوهشگران بوده اند و يكي از رايج ترين نوع آنها يعني پمپ هاي گريزازمركز داراي اهميت ويژه اي نيز هستند و پژوهش هاي بسياري جهت بهبود عملكرد آن ها صورت گرفته است. در اين پژوهش يك پمپ گريزازمركز مورد تحليل قرار گرفته تا تغييرات ضخامت پره آن، تغيير سرعت دوراني پره ها و تغيير سرعت جريان ورودي به آن تحليل شده و تأثيرات آن علي الخصوص بر روي توزيع فشار در پمپ و روي پره ها مورد بررسي قرار گيرد. به همين منظور از نرم افزار انسيس فلوئنت جهت شبيه سازي استفاده گرديده و معرفي معادلات حاكم اصلي و توضيح دقيق نحوه شبيه سازي در نرم افزار صورت گرفته و سپس نتايج به صورت كانتور و نمودار آورده شده و موردبحث قرار گرفته شده است.در مجموع تعداد 15 شبيه سازي با سه متغير در اين پمپ انجام پذيرفت كه در اين شبيه سازي ها عرض (ضخامت) پره، سرعت چرخش پروانه و سرعت ورودي آب تغيير پيدا كردند.
Thesis summary

در اين پژوهش جريان و انتقال حرارت جابجايي طبيعي آرام سيال ويسكوپلاستيك از نوع كسون داخل يك لوله افقي در حالت دو بعدي بصورت عددي بررسي شده است. شروط مرزي مساله بصورت اصل عدم لغزش روي ديواره ها و دماي غير يكنواخت ديواره سمت چپ و راست سيلندر ،در نظر گرفته شده است. معادلات ديفرانسيل جزيي حاكم توصيف كننده ي جريان سيال و انتقال حرارت (با استفاده از روش المان محدود مبتني بر كد نويسي در محيط متلب) روي محدوه ي وسيعي از پارامتر هاي بي بعد حل شده است. در اين پژوهش به بررسي اثر مقادير مختلف اعداد: رايلي، بينگهام و عدد تسليم متناظر با بينگهام مربوطه ، و نيز اثر چرخش استوانه با موقعيت زاويه اي (𝛂)مختلف نسبت به حالت اوليه در هر دو جهت ساعتگرد و پادساعتگرد بر مقدار عدد ناسلت ميانگين روي ديواره ي سيلندر گرم شده و توزيع سرعت، دما، نواحي تسليم شده/نشده و خطوط جريان، خطوط همدما و نيز توزيع گراديان سرعت در هندسه ي جريان، پرداخته مي شود. جزييات ميدان هاي دما و جريان در داخل سيلندر به ترتيب به وسيله ي شكل هاي مربوط به خطوط دما و جريان نشان داده شده است. هم چنين نواحي تسليم شده و تسليم نشده ي قسمت هاي مختلفي از دامنه ي جريان مشخص شده اند. بعلاوه، به وسيله ي نمودار هاي نشان دهنده ي توزيع عدد ناسلت محلي روي سطح دما پايين سيلندر به همراه مقدار ميانگين آن و نمودار هاي سرعت و دما در مقطع عرضي بين سيلندر در زاويه ي (∅=0°) توضيحات بيشتري فراهم آمده است. دريافت شد كه عدد ناسلت ميانگين با افزايش عدد بينگهام تا مقدار محدود كننده ي عدد بينگهام (〖Bn〗_Max) كه با توجه به طبيعت تسليم نشده ي جريان، عدد ناسلت ميانگين به مقدار تقريبي، نزديك به حد رسانايي خالص مي رسد، كاهش مي يابد. با افزايش هر چه بيشتر زاويهα در هردو جهت پاد ساعتگرد و ساعتگرد مقدار ماكسيمم ناسلت ميانگين كاهش مي يابد كه اين كاهش براي جهت ساعتگرد بيشتر است،پس ماكسيمم انتقال حرارت بين سيلندر و سيال در زاويه صفر درجه رخ مي دهد.همچنين نكته ديگري كه بدست آمد اين است كه از بين رفتن تدريجي انتقال حرارت جابجايي و غالب شدن انتقال حرارت رسانايي ، در مقادير عدد تسليم يا به عبارتي اعداد بينگهام كمتري نسبت به حالت صفر درجه رخ مي دهد كه نشان از توقف زودتر جابجايي جريان نسبت به حالت ياد شده دارد. علاه بر اين، پي برده شد كه عدد بينگهام بيشينه (〖Bn〗_Max) و
Thesis summary

حركت حباب ها روي سطوح شيب دار مانند كانال هاي شيب دار، داراي كاربردهاي علمي و صنعتي بي شماري مي باشد. در پژوهش حاضر به بررسي و شبيه سازي سه بعدي حركت عرضي يك حباب درون كانال شيب دار در جريان پواسل، با حضور نيروي گرانش پرداخته شده است. معادلات ناوير- استوكس كه شامل كشش سطحي است به وسيله روش اختلاف محدود/ رديابي جبهه حل مي شوند. روش اختلاف محدود/ رديابي جبهه بر اساس نوشتن يك دسته معادله بقا براي كل دامنه حل مي باشد، همچنين در اين روش تركيبي از تكنيك هاي رديابي حباب و تسخير استفاده مي شود. به صورتي كه هر دو فاز به شكل يك سيال با خواص مادي متغير رفتار مي كند. براي جريان سيال از يك شبكه ثابت منظم استفاده مي شود اما سطح مشترك دو سيال به وسيله يك شبكه مجزا با بعد پايين تر رديابي مي شود. با انجام شبيه سازي ها به دنبال بررسي تاثير اعداد بي بعدي چون عدد كاپيلاري، عدد رينولدز، عدد فرود، نسبت هندسي، نسبت چسبندگي و همچنين زاويه شيب كانال بر حركت عرضي حباب هستيم. بررسي ها نشان مي دهند كه حباب بدون در نظر گرفتن موقعيت اوليه ايي كه در آن رها شده است در موقعيتي تعادلي بين محور مركزي كانال و ديواره ي آن قرار مي گيرد. نتايج نشان مي دهند كه عدد بدون بعد مناسب براي بررسي اثر كشش سطحي عدد كاپيلاري مي باشد چرا كه تغيير شكل حباب وابستگي زيادي به عدد بدون بعد كاپيلاري دارد.، با افزايش عدد كاپيلاري سرعت محوري و همچنين تغيير شكل حباب افزايش يافته و در موقيتي نزديك تر به مركز كانال به تعادل مي رسد. مشاهده شده است كه افزايش نسبت چسبندگي، سبب افزايش نيروي رانش ديواره (نيروي روغن كاري) مي شود و در نتيجه نرخ مهاجرت حباب به موقعيت تعادلي بيشتر شده و در موقعيتي نزديك تر به مركز كانال به تعادل مي رسد، ميزان تغيير شكل حباب اندكي افزايش مي يابد ولي در عدد كاپيلاري ثابت ميزان وابستگي تغيير شكل حباب به نسبت چسبندگي بسيار كم مي باشد. بررسي اثر عدد بدون بعد رينولدز نشان داد كه با افزايش عدد رينولدز تاثير چسبندگي و نيروي روان سازي كاهش يافته و در پي آن موقعيت تعادل نهايي حباب از مركز فاصله گرفته و به ديواره كانال نزديك تر مي شود. همچنين بررسي تاثير زاويه شيب كانال نشان داد كه با افزايش زاويه كانال، حباب در محلي نزديك تر به مركز كانال به تعادل مي رسد و همچنين ميزان تغيير شكل آن كاهش مي يابد.
Thesis summary

در اين پژوهش، انتقال حرارت جابجايي طبيعي سيالات ويسكوپلاستيك- مدل كسون همراه با ذرات نانو، محصور درون محفظه مربعي با مرزهاي متفاوت گرمايي به صورت عددي بررسي شده است. معادلات ديفرانسيل جزئي حاكم بر جريان سيال و انتقال حرارت (با استفاده از روش المان محدود)، براي مقادير مختلفي از عدد رايلي (〖10〗^3≤Ra≤〖10〗^6 )، عدد لوييس (2.5≤Le≤10)، پارامتر شناوري (0.1≤N_r≤1)، پارامتر چرخش براوني و ترموفورز (0.1≤N_b=N_t≤1) به ازاي يك مقدار از عدد پرانتل (Pr=100) حل شده اند. ميدان هاي دما، جريان و غلظت درون محفظه با استفاده از كانتورهاي دما، جريان و غلظت تحليل شده است. هم چنين نواحي تسليم شده و تسليم نشده ي شكل گرفته در قسمت هاي مختلفي از پيكربندي جريان مشخص شده اند. ميزان انتقال حرارت و انتقال جرم در حالات مختلف، به كمك اعداد ناسلت محلي و متوسط، اعداد شروود محلي و متوسط اندازه گيري شده است. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه اعداد ناسلت و شروود ميانگين، با افزايش عدد بينگهام، كاهش مي يابد و در نهايت، افزايش ويسكوزيته باعث سكون جريان مي شود كه در اين حالت، مقدار انتقال حرارت برابر با انتقال حرارت هدايتي خواهد بود. ضمناً عدد لوييس اثر چنداني بر انتقال حرارت و جريان ندارد اما بر روي انتقال جرم (غلظت) تأثير مي گذارد. همچنين اثر پارامتر شناوري نيز بررسي شد، و طبق تحليل هاي صورت گرفته، مشخص شد كه افزايش پارامتر شناوري باعث كاهش توزيع جريان در محفظه مي شود. با توجه به بررسي هاي انجام شده بر روي اثر پارامترهاي چرخش براوني و ترموفورز، با افزايش پارامترهاي مذكور، افزايش بي نظمي در توزيع دما و غلظت را شاهد هستيم.
Thesis summary

حركت قطرات شناور در بازه وسيعي از كاربردهاي علمي استفاده مي شود، كه شامل جريان نفت، املاح مخلوط در آب و فرآيندهاي پليمري مي باشد. در پژوهش حاضر به شبيه سازي عددي سه بعدي برخورد قطرات تغيير شكل پذير تحت جريان بين دو صفحه متحرك مختلف الجهت (جريان برشي) در اعداد رينولدز محدود پرداخته شده است. روش عددي به كار رفته شده در اين پايان نامه، اختلاف محدود- رديابي جبهه مي باشد كه بر مبناي نوشتن يك دسته معادلات بقاء براي كل دامنه حل است، به گونه اي كه هر فاز به صورت يك سيال با خواص مادي متغير رفتار مي كند. روش توصيف شده تركيبي از روش هاي تسخير و رديابي قطره مي باشد. يك شبكه ساكن و منظم براي سيال استفاده مي شود اما سطح مشترك با استفاده از يك شبكه مجزا با يك بعد پايين تر و به صورت شبكه نا منظم، مثلثي و متحرك رديابي مي شود. اثرات كشش سطحي نيز از طريق اضافه كردن يك جمله منبع مناسب به معادلات حاكم به حساب آمده است. هدف از انجام شبيه سازي ها بررسي تأثير پارامتر هاي بي بعد نظير عدد رينولدز، عدد كاپيلاري، نسبت چسبندگي و نسبت چگالي مي باشد. نتايج نشان مي دهند كه سرعت نسبي قطرات در راستاي عمودي جريان قبل و بعد از برخورد، صرفنظر از مقدارآفست (جدايي اوليه قطرات در جريان قبل از اينكه شروع به حركت كنند) صفر مي باشد همچنين شبيه سازي ها نشان مي دهد كه تغيير شكل قطرات به شدت وابسته به عدد كاپيلاري است. مشاهده شده است كه با افزايش عدد رينولدز اثرات اينرسي افزايش مي يابد و چسبندگي سيال محيط كاهش پيدا مي كند، در نتيجه حركت قطرات آهسته تر مي شود. مشخص شد كه شعاع انحناي سطح مشترك با كوچكتر شدن اندازه يكي از قطرات، كاهش پيدا مي كند و كشش سطحي در قطره كوچك تر افزايش مي يابد، در نتيجه مقاومت قطره در برابر تغيير شكل افزايش مي يابد، و چون برخورد قطرات با سطوح كمتر اتفاق مي افتد، نرخ تغيير شكل قطرات نيز كاهش پيدا مي كند. نتايج نشان داد با بزرگتر شدن دامنه محاسباتي قطرات بيشتر تحت تأثير گردابه هاي ايجاد شده در اطراف خود قرار مي گيرند و مسير حركت عبوري از روي يكديگر به مسير برگشتي كه در آن قطرات قبل از برخورد شروع به دور شدن از يكديگر مي كنند، تبديل مي شود. تنش برشي بر روي ديواره ها با افزايش شكل پذيري قطرات كاهش مي يابد، اما اين مقدار با افزايش شعاع قطرات و با نزديك تر شدن قطرات به ديواره ها، بيش
Thesis summary

كار حاضر به بررسي تغيير شكل قطره درون لايه مرزي خواهد پرداخت اما در ابتدا اعتبار سنجي با مقايسه روش حجم سيال (روش موجود در كار حاضر) و روش تعقيب جبهه با بررسي حباب داخل لايه مرزي در حالت دو بعدي صورت گرفته است در ادامه به تغيير پارامتهاي مختلف قطره درون لايه مرزي در حالت سه بعدي به كمك روش حجم سيال پرداخته شده است. ابتدا به بررسي شبكه بندي خواهيم پرداخت، از آنجا كه طبق معادلات لايه مرزي تغييرات در جهت ارتفاع از اهميت بيشتري برخوردار خواهد بود، بنابراين بايستي شبكه بندي به نحوي باشد كه تراكم گره ها در جهت ارتفاع بيشتر باشد. تغييرات دامنه با و بدون حضور قطره انجام گرفته است در حالت بدون حضور قطره معادلات پيوستگي و مومنتم براي حالت تك فاز حل خواهند شد و باحضور قطره اين معادلات براي حالت دوفازي بررسي خواهند شد. تغيير پارامتهاي مختلف در حالتي كه قطره حضور دارد نيز به صورت زير بوده است: تغيير ويسكوزيته سيال فاز پيوسته وقطره به صورت تغيير جنس قطره از آب به روغن و گليسيرين و جيوه وبنزن بوده است. در بررسي لايه مرزي ضريب اصطكاك سطح درون لايه و سرعت از اهميت بالايي برخوردار است كه در تمامي اين حالات با تغييرات اين قطرات و تغيير ويسكوزيته و چگالي به تغييرات ايجاد شده در سرعت و ضريب اصطكاك سطح در دامنه پرداخته شده است. در حالت بدون قطره با دور شدن از سطح با افزايش سرعت و كاهش ضريب اصطكاك سطح مواجه خواهيم بود و در حالتي كه قطره حضور دارد سرعت منفي خواهد شد و سپس رفته رفته افزايش مي يابد و ضريب اصطكاك سطح نيز حالت كمينه وبيشينه خواهد يافت. پارامتر بعدي افزايش قطر قطره خواهد بود كه باعث افزايش تنش درون لايه مرزي خواهد شد همچنين با افزايش عدد رينولدز شاهد كاهش ضريب اصطكاك سطح خواهيم بود. تغييرات عدد كاپيلاري و عدد وبر نيز بررسي شده اند كه با افزايش عدد رينولدز شاهد افزايش اين ضرايب خواهيم بود. عدد بوند نيز با مقايسه كشش سطحي بين دوفاز با نمايش تغيير شكل بين آب و جيوه بررسي شده است كه قطره با كشش سطحي بيشتر، تغيير شكل كمتري داشته است. در نهايت تغيير جنس قطره با افزودن نانو سيال چهاردرصد آلومينيوم اكسيد نيز بررسي شده كه باعث افزايش ضريب اصطكاك سطح و همين طور منفي شدن سرعت سيال فاز پيوسته شده است.
Thesis summary

جريان و انتقال حرارت جابجايي طبيعي آرام سيال بينگهام-پلاستيك بين دو استوانه ي دايروي هم مركز، با مرزهاي متفاوت دمايي، به صورت عددي بررسي شده است. معادلات ديفرانسيل جزيي حاكم توصيف كننده ي جريان سيال و انتقال حرارت (با استفاده از روش المان محدود مبتني بر كد نويسي در محيط متلب) روي محدوه ي وسيعي از پارامتر هاي بي بعد مربوطه، از جمله، عدد رايلي (〖10〗^3≤Ra≤〖10〗^5)، عدد پرانتل (10≤Pr≤〖10〗^3) و عدد بينگهام (0≤Bn≤〖Bn〗_Max) براي محدوه اي از مقادير نسبت قطر استوانه ي داخلي به قطر استوانه ي خارجي، (1/3≤B≤1/2)، حل شده اند. جزييات ميدان هاي دما و جريان در مجاورت استوانه ي گرم (داخلي) به ترتيب در ترم هايي از خطوط دما و جريان تجسم شده است. هم چنين نواحي تسليم شده و تسليم نشده ي قسمت هاي مختلفي از دامنه ي جريان مشخص شده اند. بعلاوه در ترم هايي از توزيع عدد ناسلت محلي روي سطح سيلندر داخلي به همراه مقدار ميانگين آن و نمودار هاي سرعت و دما در مقطع عرضي بين دو استوانه در زاويه ي (∅=0°) روشن سازي بيشتري فراهم آمده است. دريافت شد كه عدد ناسلت ميانگين با افزايش عدد بينگهام تا مقدار محدود كننده ي عد بينگهام (〖Bn〗_Max) كه با توجه به طبيعت تسليم نشده ي جريان، عدد ناسلت ميانگين به مقدار تقريبي، نزديك به حد رسانايي خالص مي رسد، كاهش مي يابد. علاه بر اين، تأثير نسبت ابعادي B، روي عدد بينگهام بيشينه و نتايج عدد ناسلت ميانگين بررسي سده است. پي برده شد كه با افزايش اندازه قطر استوانه ي خارجي نسبت قطر استوانه ي داخلي، يعني كاهش نسبت ابعادي B، عدد بينگهام بيشينه و عدد ناسلت ميانگين هردو افزايش مي يابند. از طرف ديگر عدد ناسلت، وابستگي بسيار ضعيفي را به عدد پرانتل نشان مي دهد. هم چنين عدد بينگهام بيشينه (〖Bn〗_Max) و عدد ناسلت ميانگين (¯Nu) با افزايش عدد رايلي، هردو افزايش مي يابند. بعلاوه، با توجه به وجود تنش تسليم سيال، نواحي شبه سيال (تسليم شده) و شبه جامد (تسليم نشده) بسته به ميزان تنش غالب جريان در مقابل تنش تسليم سيال، در دامنه ي جريان هم زيستي مي كنند. در يافته شد كه به طور طبيعي، در نواحي شبه جامد، انتقال حرارت به صورت رسانايي رخ مي دهد و انتقال حرارت جابجايي به نواحي تسليم شده (شبه سيال) محدود مي شود. علاوه بر اين، روشن شد كه گستره ي نواحي تسليم شده با افزايش عدد بينگهام و/يا كاهش عدد رايلي ب
Thesis summary

ديناميك سيالات محاسباتي(CFD) توسط روش هاي لاگرانژي و اويلري پياده سازي شده است. هيدروديناميك ذرات هموار (SPH) يك روش ذره مبناي بدون شبكه بر اساس فرمولاسيون لاگرانژي است. اين روش بر اساس روش عددي براي حل معادلات ديناميك سيالات استوار است كه در آن سيال با مجموعه اي از ذرات جايگزين مي شود. تمام ذرات خواص را با خود حمل نموده و جابجايي به صورت خودكار صورت مي پذيرد. در مقابل، روش هاي اويلري شبكه مبنا مشكلاتي از قبيل خطاي پخش عددي ناشي از جمله جابجايي را دارند. به علت سهولت و استحكام SPH، اين روش عددي براي حل مسائل پيچيده مكانيك سيالات و جامدات توسعه يافته است. مزيت مهم SPH در مدل سازي جريان هاي چندفازي با اختصاص فاز مخصوص به هر ذره مي باشد. روش SPH تراكم ناپذير براي حل جريان سيال نيوتني و غيرنيوتني استفاده شده است. در اين پژوهش، يك الگوريتم سه مرحله-اي صريح به كار گرفته شده است. در گام اول اين الگوريتم، معادله ممنتوم در حضور نيروهاي حجمي و در غياب ساير نيروها حل مي شود. در نتيجه يك سرعت مياني محاسبه مي گردد. در گام دوم، سرعت هاي مياني محاسبه شده در گام اول براي محاسبه|D| (پاياي دوم اصلي نرخ كرنش) توسط ديورژانس تانسور تنش به كار گرفته مي شوند. در انتهاي گام دوم، مؤلفه هاي سرعت هر ذره به روز شده و موقعيت هر ذره طبق سرعت هاي مياني حركت مي كند. تا پايان اين مرحله، هيچ شرطي براي تراكم ناپذيري سيال اعمال نشده است و سرعت هاي مياني به دست آمده معادله بقاي جرم را ارضا نمي كنند؛ و انتظار مي رود در طول اين به روز رساني چگالي ذرات تغيير كرده باشد. در واقع با كمك معادله پيوستگي مي توان انحراف چگالي هر ذره را محاسبه نمود. ميدان سرعت نيز لازم است براي بازگرداندن چگالي ذرات به مقدار اوليه خود محاسبه شود. براي اين منظور در گام سوم الگوريتم، جمله گراديان فشار در معادله ممنتوم به عنوان يك جمله چشمه با معادله پواسون تركيب شده تا معادله پواسون فشار حاصل شود. سرانجام، سرعت و موقعيت نهايي هر ذره در پايان گام زماني محاسبه مي گردند. در اين پژوهش جريان هايي نظير شكست سد، مخزن هيدرواستاتيك، كانال ساده، كانال با انبساط موضعي، مسئله حفره با درپوش متحرك، كوئت و پوازي مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج با داده هاي آزمايشگاهي و كارهاي عددي مقايسه شد و تطابق خوبي مشاهده گرديد.
Thesis summary

مطالعه در زمينه ي جريان هاي سطح آزاد، به علت اهميت و كاربرد فراوان آن همواره مورد توجه محققين بوده است. از جمله اين جريان ها، جريان هاي ساحلي مي باشد. در اين تحقيق با استفاده از يك روش كاملاً لاگرانژي-عددي مبتني بر ذرات و بدون شبكه بندي به نام روش هيدروديناميك ذرات هموار، شبيه سازي رفتار ماسه در تغيير شكل بستر سواحل ماسه اي انجام شده است. انتخاب اين موضوع براي پايان نامه از اين جهت بوده كه در مطالعات معمول در مورد بسترهاي ساحلي، مطالعه اين بسترها بيشتر به لحاظ رفتار موج و موج شناسي مدنظر بوده و رفتار خود ماسه در اين گونه بسترها مغفول مانده است. از طرفي ديگر، انتخاب روش هيدروديناميك ذرات هموار، باعث افزايش دقت و پايداري در مدل كردن تغيير شكل هاي زياد و اعمال نكردن شرط اضافي در مرزها يعني مرز بين آب و ماسه و همچنين در سطح آزاد آب مي شود. در اين روش معادلات ناوير-استوكس كه در واقع معادلات حاكم بر جريان هاي با سطح آزاد هستند، حل مي شوند. در اين شبيه سازي يك سري نقاط درون يابي با توزيع دلخواه وجود دارند كه مي توانند ذرات سيال فرض شوند. كليه متغيرها به وسيله اين نقاط و توسط يك تابع درون يابي محاسبه مي گردند. در اينجا ما از الگوريتم هيدروديناميك ذرات هموار همراه با تراكم پذيري جزئي در حل مسائل سيال استفاده مي كنيم كه باعث افزايش سرعت حل خواهد شد. مبناي اين الگوريتم استفاده از معادله حالت تيت بجاي استفاده از معادله پواسون براي محاسبه فشار مي باشد. در اين پژوهش رفتار ماسه به عنوان يك سيال غير نيوتوني ارزيابي شده است. بر اساس اطلاعات موجود، شبيه سازي تغيير شكل بستر سواحل ماسه اي با استفاده از الگوريتم تاكنون انجام نشده است. مقايسه نتايج بدست آمده اين روش با تحقيقات عددي گذشته، بيانگر توانايي اين روش در شبيه سازي چنين جريان هايي مي باشد.
Thesis summary

انتقال حرارت يكي از مسائل مهم در طراحي موتورهاي احتراق داخلي است، زيرا انتقال حرارت بر عملكرد، بازده و آلاينده هاي خروجي موتور تاثير مستقيم دارد. يكي از راهكار هاي بررسي دقيق تر انتقال حرارت استفاده از فرض جوشش در شبيه سازي ها ي حرارتي است زيرا جوشش مادون سرد در نقاط داغ موتور مي تواند بر انتقال حرارت تاثير مطلوب بگذارد. از جمله مزاياي به كارگيري جوشش در راهگاه آب موتور مي توان به كاهش وزن موتور، كاهش وزن رادياتور، كاهش دوره گرمايش موتور، افزايش ضريب انتقال حرارت، بالا بردن نسبت توان به وزن، كاهش تنش هاي حرارتي در قطعات و كاهش توان واتر پمپ اشاره كرد. در تحقيق حاضر، روش ها ي مورد استفاده براي تصحيح ضريب انتقال حرارت و همچنين فرض جوشش در شبيه سازي هاي مربوط به موتورهاي احتراق داخلي به وسيله ديناميك سيالات محاسباتي بررسي و سپس ميزان اعتبار آنها با هم مقايسه شده و با بهترين و مناسبترين روش، شبيه سازي حرارتي موتور ملي انجام شد. همچنين در كار حاضر براي شبيه-سازي راهگاه هاي خنك كاري به دليل نبود پروفيل دمايي معتبر بر روي مرز سيال از روش حل همزمان انتقال حرارت جامد و سيال استفاده شد. براي در نظر گرفتن جوشش نيز دو روش BDL و چن در راهگاه استوانه اي با هم مقايسه گرديد و مشاهده شد كه در دماي كاري موتور نتايج اعتبارسنجي روش چن و BDL مشابه يكديگر است. اما روش چن مقدار كمي به نتايج تجربي نزديكتر بوده و از آنجا كه در تحقيق هاي گذشته ميزان اعتبار اين روش بيشتر از روشBDL است، لذا از روش چن براي شبيه سازي استفاده شد. مدل جوشش معرفي شده براي شبيه سازي حرارتي موتور ملي EF7 استفاده گرديد و كانتورهاي سرعت، ضريب انتقال حرارت جابجايي همراه با فرض جوشش و نواحي جوشش جريان بدست آمد. همچنين شبيه-سازي بدون فرض جوشش نيز انجام شد و با شبيه سازي همراه با فرض جوشش مقايسه گرديد. نتايج تاثير بسيار زياد فرض جوشش در مقادير ضريب انتقال حرارت را به وضوح نشان مي دهد. سپس با استفاده از روش خنك كاري دقيق سعي بر بررسي انتقال حرارت در نواحي دريچه دود و اطراف شمع شد و در نتيجه مشاهده گرديد تنها كاهش يك ميليمتري ضخامت راهگاه در ناحيه دريچه دود، بدون افزايش افت فشار تاثير مطلوبي بر روي سرعت دارد. با تغيير هندسه نواحي مابين سيلندرها نيز سعي شد تا ميزان جوشش در ناحيه مابين سيلندرها كاهش يابد كه در نتيجه در اصلاح س
Thesis summary

در پژوهش حاضر به شبيه سازي عددي سه بعدي مهاجرت عرضي يك حباب تغيير شكل پذير تحت جريان تركيبي برشي ساده و پوآسوي در اعداد رينولدز محدود پرداخته شده است. معادلات ناوير-استوكس با رويكرد بقائي براي سيالات تراكم ناپذير با استفاده از روش اختلاف محدود روي يك شبكۀ منظم، ساكن و جابجا شده حل شده است. وجه مشترك بصورت صريح توسط اتصال نقاط نشانگر از طريق روش رديابي جبهه روي يك شبكۀ نامنظم، مثلثي و متحرك رديابي شده است. اثرات كشش سطحي نيز از طريق اضافه كردن يك جملۀ منبع مناسب به معادلات حاكم به حساب آمده است. براي تزريق نيروهاي كشش سطحي به شبكۀ ساكن از روشي به نام مرز غوطه ور استفاده شده است. هدف از انجام شبيه سازي ها بررسي تأثير اعداد بدون بعد حاكم، نظير عدد كاپيلاري، عدد رينولدز، نسبت هندسي بر نحوۀ مهاجرت جانبي است. نتايج نشان مي-دهند كه يك حباب صرفنظر از موقعيت اوليۀ آن در يك موقعيت تعادلي ميان ديواره و خط مركزي تثبيت خواهد شد. همچنين شبيه سازي ها نشان مي دهند كه تغيير شكل حباب به شدت وابسته به عدد كاپيلاري است. بنابراين، عدد بدون بعد مناسب براي كشش سطحي، عدد كاپيلاري خواهد بود. مشاهده شده است كه با افزايش عدد رينولدز اثرات چسبندگي ضعيف تر شده و نيروي روانسازي كاهش مي يابد و درنتيجه حباب در يك موقعيت نزديكتري نسبت به ديواره قرار خواهد گرفت. همچنين تأثير شعاع حباب بر روي مهاجرت بررسي شده است. مشاهده مي گردد كه افزايش شعاع حباب باعث خواهد شد كه مركز حباب در يك وضعيت تعادلي نزديكتري نسبت به خط مركزي قرار بگيرد. گراديان فشار منفي موجب خواهد شد كه تغيير شكل حباب بيشتر شود و در نتيجه حباب در يك وضعيت تعادلي نزديكتري نسبت به خط مركزي قرار بگيرد. تنش برشي بر روي ديواره-ها در حضور حباب، داراي تغييراتي وابسته به موقعيت اولية حباب مي باشد. نتايج نشان داد كه با افزايش شعاع حباب و يا افزايش عدد كاپيلاري تنش برشي بر روي ديواره پايين كاهش مي يابد. در مجموعۀ دوم از شبيه سازي ها، جملۀ نيروي گرانشي به معادلات ناوير-استوكس اضافه شده است. در اين قسمت نيز به تأثير اعداد بدون بعد حاكم در حضور شتاب گرانشي، نظير عدد فرود پرداخته مي شود. در اين مورد تغيير شكل حباب به شدت وابسته به عدد اتوش مي باشد.
Thesis summary