توضیحات
پروژه شبیه سازی جریان سیال نیوتنی بین دو استوانه هم مرکز دوار افقی در نرم افزار انسیس فلوئنت
Simulation of Water Fluid between Rotating Concentric Cylinders in ANSYS FLUENT
تحلیل جریان سیال بین دو استوانه دوار از دیرباز مورد توجه بوده است. پارامترهای مختلفی در این فرآیند نقش دارند بگونه ای که با تغییر تنها یک پارامتر می توان شکل جریان متفاوتی را از سیستم دریافت کرد. از این پارامترها می توان به فاصله بین دو استوانه از هم، پوشش سطوح هر دو استوانه، سرعت چرخش استوانهها نسبت به هم و غیره را نام برد. هم چنین هم جهت یا مختلف الجهت بودن و یا ساکن بودن یکی از استوانه ها وضعیتی است که می تواند تغییری اساسی در شکل گیری جریان در سیال مورد بحث بوجود بیاورد. پاسخ سیستم به شکل گیری جریان در هریک از موارد ذکر شده، از مدت ها پیش به صورت تجربی و ریاضی توسط دانشمندان و محققان بسیاری بررسی گردیده است، ولی با پیشرفت تکنولوژی تحلیل این جریان توسط مدل سازی های عددی و بررسی آنها توسط نرم افزارهایی از قبیل فلوئنت و یا CFD بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. جریان و انتقال حرارت در سیالات بین دو استوانه هم مرکز که یکی یا هردو دارای حرکت دورانی حول محور استوانه ها هستند، همراه با تغذیه سیال عمود بر سطح مقطع استوانه ها، که رژیمی مرکب از حرکت های محوری و دورانی سیال را به وجود می آورد، از بعد علمی و فنی دارای اهمیت بسیاری است. جریان هایی به این صورت، در بسیاری از سیستم های مکانیکی، مانند یاتاقان ها، موتورهای الکتریکی با تهویه محوری (جریان هوا بین روتور و استاتور)، مبدل های حرارتی دوار، مته های چاه های نفت و … کاربرد دارند.
شرح پروژه:
در این پروژه شبیه سازی جریان سیال نیوتنی آب بین دو استوانه هم مرکز دوار افقی در نرم افزار انسیس فلوئنت انجام شده است. استوانه داخلی متحرک است و با سرعت زاویه ای 40 رادیان بر ثانیه حرکت دورانی دارد. استوانه بیرونی ثابت است. سیال آب در فضای بین دو استوانه در گردش است.
هندسه مسئله:
هندسه مسئله در نرم افزار ANSYS Design Modeler ترسیم شده است.
مش بندی:
شبکه و مش در نرم افزار ANSYS Meshing تولید شده است.
شبیه سازی:
شبیه سازی در نرم افزار فلوئنت(FLUENT) انجام شده است.
جهت حل مسئله از حل کننده فشار مبنا (Pressure based) استفاده شده است.
مدل آشفتگی دو معادله ای SST K-ω استفاده شده است.
برای ارتباط فشار و سرعت از الگوریتم Coupled استفاده شده است. برای گسسته سازی معادلات فشار از طرح مرتبه دوم و برای گسسته سازی معادلات مومنتوم و انرژی از طرح بالاست مرتبه دوم(second upwind order) استفاده شده است.
نمونه نتایج شبیه سازی:
