رفتن به محتوای اصلی
x
شبیه سازی عددی مستقیم جوشش فیلمی بر روی صفحه افقی با دمای ثابت به روش ردیابی جبهه
تاریخ دفاع
استاد

سيدسعيد مرتضوي راوري

دانشکده
مكانیك_آموزش مجازی و پردیس

  

پدیدهجوشش همواره به عنوان یک فرآیند مطلوب از نظر شار حرارتی بالا در اختلاف دمای کمشناخته می‌شود. علی‌رغم اهمیت این پدیده، جوشش به‌جز در سال‌های اخیر، بدلیلپیچیدگی‌های ذاتی تغییر فاز و همچنین وجود دو فاز در کنار یکدیگر، مورد شبیه‌سازیاندکی قرار گرفته‌است. در گذشته عموم فعالیت‌های انجام شده در زمینه جوشش، کارهایتجربی و بدست آوردن روابط نیمه تجربی بوده‌است. در این پژوهش جوشش فیلمی روی صفحه‌یافقی به صورت سه بعدی توسط روش عددی بررسی و شبیه‌سازی می‌شود. معادلات انرژی وممنتوم از روش ردیابی جبهه و با گسسته‌سازی اختلاف محدود، برای هر دو فاز، حل می‌شوند.جملات اینرسی، ویسکوزیته و کشش سطحی نیز در این شبیه‌سازی لحاظ می‌گردند.

یکی ازجنبه‌های چالش برانگیز روش ردیابی جبهه، شبیه‌سازی شکستن و ادغام حباب‌ها می‌باشد.استفاده کنندگان قبلی این روش، شبیه‌سازی‌ها را تا مرز شکستن و ادغام حباب‌ها ادامهداده‌اند. در اینجا از یک الگوریتم تغییر توپولوژی مبتکرانه برای غلبه بر این چالشاستفاده شده‌است. بنابراین، شبیه‌سازی‌ها در زمان‌های طولانی و تا چندین چرخه رهاسازیحباب با ارزیابی عدد ناسلت شبه حالت پایدار، انجام می‌شوند. تأثیر اعداد گراشف و جاکوببر دینامیک سطح تماس مایع- بخار، انتقال حرارت و جریان سیال مورد مطالعه قرار گرفته‌است.با افزایش عدد گراشف، اثر شناوری بر ویسکوزیته غالب شده، اندازه متوسط ??حباب‌ها کاهش و عددناسلت متوسط افزایش می‌یابد. میزان فوق گرم بودن دمای دیوار، تأثیر مستقیمی بر رویعدد جاکوب دارد. در اعداد جاکوب نسبتاً پایین، حباب‌ها به صورت تناوبی از لایه بخارآزاد می‌شوند، اما با افزایش عدد جاکوب، جت‌های بخار دائمی تشکیل شده و ضخامت آنهاافزایش می‌یابد. همچنین در اندازه حباب و عدد ناسلت متوسط کاهش دیده می‌شود. تاثر اندازهدامنه نیز بررسی شده‌ و مشاهده گردیده‌است که عدد ناسلت متوسط با تغییر اندازه دامنهتقریبا ثابت می‌ماند. برای بررسی اثر اغتشاش اولیه، حالت‌های تک حباب و چند حباب شبیه‌سازیشده‌اند. اغتشاش اولیه هیچ اثر قابل توجهی بر عدد ناسلت متوسط ندارد. نسبت چگالی موردمطالعه قرار گرفته و مشاهده شده‌است که با افزایش این نسبت وضعیت حالت پایدار در زمانکوتاه‌تری به دست می‌آید.

تحت نظارت وف ایرانی