به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

mohammad sefid

  • محمد نعمتی، محمد سفید*، آرش کریمی پور
    ارزیابی مقدار تولید آنتروپی طی انتقال حرارت جابجایی طبیعی درون محفظه ای دوبعدی حاوی نانوسیال غیرنیوتنی، هدف از انجام این پژوهش با استفاده از روش شبکه بولتزمن است. محفظه در معرض جذب/تولید حرارت یکنواخت و میدان مغناطیسی یکنواخت و غیریکنواخت در زوایای مختلف قرار دارد. ویژگی کار حاضر، بررسی اثر تشعشع حجمی و شکل دیواره سرد محفظه در سه شکل صاف، منحنی و مورب بر مشخصات جریان است. کاربرد در طراحی خنک کننده های الکترونیکی و کلکتورهای خورشیدی ازجمله موارد عملی این تحقیق است. تطابق قابل قبول نتایج حاصل شده با مطالعات مرتبط قبلی، صحت نتایج ارائه شده را تایید کرد. بر اساس نتایج، وجود پارامتر تشعشع منجر به بهبود انتقال حرارت می شود که این اثر به ازای افزایش شاخص توانی سیال مشهودتر است. علاوه بر کاهش عدد ناسلت به ازای افزایش شاخص توانی سیال، اثربخشی وجود میدان مغناطیسی در کاهش مقدار آنتروپی و نرخ انتقال حرارت به ازای کاهش شاخص توانی سیال افزایش می یابد. دستیابی به قدرت جریان و عدد ناسلت بالاتر به ترتیب تا حدود 40٪ و 61٪، به ازای اعمال میدان مغناطیسی عمودی و غیریکنواخت امکان پذیر است. اگرچه به ازای تولید حرارت، پایین ترین مقدار شاخص عملکرد حرارتی و عدد ناسلت وجود خواهد داشت، اما بیشترین اثرگذاری میدان مغناطیسی در حالت تولید حرارت مشاهده می شود. با طراحی دیواره به شکل صاف علاوه بر افزایش شاخص عملکرد حرارتی، کاهش عدد بجان نیز مقدور است.
    کلید واژگان: جابجایی طبیعی، نانوسیال غیرنیوتنی، تشعشع حجمی، تولید آنتروپی، جذب، تولید حرارت یکنواخت، میدان مغناطیسی غیریکنواخت
    Mohammad Nemati, Mohammad Sefid *, Arash Karimipour
    The target of this research is to investigate the amount of entropy production during natural convection inside a 2D chamber containing a non-Newtonian nanofluid using the lattice Boltzmann method. The chamber is exposed to uniform heat absorption/production and uniform and non-uniform magnetic field at different angles. The feature of the present work is to evaluate the effect of thermal radiation and the shape of the cavity cold wall in three shapes: smooth, curved and diagonal on the flow characteristics. Application in the design of electronic coolers and solar collectors is one of the practical cases of this numerical research. Acceptable agreement of the obtained results with previous related studies confirmed the validity of the presented results. Based on the results, the presence of radiation parameter leads to the improvement of heat transfer, which is more evident due to the increase of fluid power-law index. In addition to reducing the Nusselt value for enhancing the fluid power-law index, the effectiveness of the presence of the magnetic field in reducing the entropy and heat transfer rate enhances as the fluid power-law index decreases. It is feasible to attain the flow strength and the Nusselt value up to 40% and 61% more, respectively, by applying a vertical and non-uniform magnetic field. Although for heat production mode, there will be the lowest value of thermal performance index and the Nusselt value, the greatest influence of the magnetic field is observed in the heat production mode. By designing the wall in a smooth shape, in addition to increase the thermal performance coefficient, it is possible to decline the Bejan value.
    Keywords: Natural Convection, Non-Newtonian nanofluid, Volumetric radiation, Entropy Production, Uniform heat absorption, production, Non-uniform magnetic field
  • Mohammad Saleh Barghi Jahromi, Vali Kalantar *, Mohammad Sefid, Masoud Iranmanesh, Hadi Samimi Akhijahani
    Paraffin waxes are widely used as commercial organic heat storage phase changes (PCM) for many applications due to their suitable properties. Significant heat from fusion, nonpoisonous and stable properties, no phase separation, and the phase process result in a small volume change. Meanwhile, they are subject to low thermal conductivity. The thermal conductivity of PCMs can be increased by different techniques such as the use of dispersion of particles or nanomaterials with high conductivity in PCM and the use of metal foams. The use of nanoparticles has such disadvantages as high cost and particle deposition after various cycles. Hence, in this study, some experiments were carried out to investigate the effect of porous media like copper foam and iron wool as the filler instead of nanomaterials on improving the heat conductivity of PCM. The results show that the porous foam increases the heat transfer and during the charging operation, the temperature of the porous plate wall increases continuously at the same rate as the paraffin. At 2400 s, the temperature of pure PCM, iron wool, and copper foam reaches 67.3, 72.5, and 73.27℃, respectively. The optimal mode is the one in which the copper absorber plate is connected to the copper foam, thus reducing the charging time by 600 s compared to pure PCM and saving 75% of energy. Connecting the copper absorber plate to the iron wool has a good thermal performance and stores 70.83% of energy. Thus, iron wool has an acceptable performance and is suitable for storage systems.
    Keywords: Copper foam, iron wool, Copper absorber plate, Energy Storage, Phase change material
  • محمدعلی صباغی، محمد سفید*

    در این پژوهش، یک سیستم تولید سه گانه توان، حرارت و برودت که توسط انرژی های خورشیدی و زیست توده راه اندازی می شود، از دیدگاه انرژی، اگزرژی، اقتصادی و محیط زیستی تحلیل و بررسی شده است. از انرژی خورشیدی، برای تولید هیدروژن استفاده می شود (از طریق الکترولایزر غشای پروتونی که برق آن از پانل های فتوولتائیک حرارتی تامین می گردد). هیدرژن و زیست توده به عنوان سوخت در محفظه احتراق های سیکل توربین گاز مورد استفاده قرار می گیرند. سیکل توربین گاز پیشنهادی دارای دو توربین فشار بالا و فشار پائین و دو کمپرسور همراه با خنک کاری میانی می باشد. از سیکل ترکیبی رانکین آلی- تبرید تراکمی که با حرارت بازیافتی توربین گاز کار می کند برای تولید برودت و خنک کاری هوا در مرحله تراکم میانی استفاده می شود. نتایج حاصل از محاسبات نشان می دهد که سیستم ترکیبی پیشنهادی دارای بازده انرژی و اگزرژی %21 و %17 و انتشار 0/00884کیلوگرم بر ثانیه دی اکسید کربن می باشد. بیشترین هزینه سرمایه گذاری تجهیزات مربوط به الکترولایزر غشاء پروتونی با مقدار$/hr  44/15 بوده و هزینه کل محصولات تولیدی0/5627  $/MJ  بدست آمده است. همچنین با خنک کاری میانی کمپرسورها، راندمان های انرژی و اگزرژی سیستم به ترتیب 6 و 4 درصد افزایش پیدا کرده است.

    کلید واژگان: تولید سه گانه، هیدروژن، زیست توده، اگزرژی - اقتصادی، زیست محیطی
    Mohammad Ali Sabbaghi, Mohammad Sefid *

    In this research, a novel trigeneration system driven by biomass-solar energies has been investigated from energy exergy, economic and environmental viewpoints. The solar energy is used to produce hydrogen (by a PEM electrolyzer powered by thermal photovoltaic panels). To meet the intermittent nature of solar energy, it is used for hydrogen production. The hydrogen is used as fuel in the combustion chamber. The proposed gas turbine cycle consists of two high and low-pressure turbines and two compressors with an intercooler. A combined organic Rankine-vapor compression refrigeration cycle that uses the recovered heat from the gas turbine is used to produce refrigeration and air cooling in the interstage compressor. The obtained results provide that the combination of solar-based hydrogen production and biomass-based gas turbine leads to an increase in power production capacity. The proposed combined system provides an energy and exergy efficiency of 21% and 17% and the emission of 0.00884 kg/s of CO2. The highest capital cost rate among the components is attributed to the PEM electrolyzer, amounting to 15.44 $/hr, and the total cost of the products has reached 0.5627 $/MJ. Using an intercooler, the energy and exergy efficiencies of the system have increased by 6% and 4%, respectively.

    Keywords: Trigeneration, Biomass, Solar, Exergoeconomic, Exergoenvironmental
  • سید مهدی پرویز*، محمد سفید، نوید پیرزایی خبازی

    امروزه آب شیرین کن های خورشیدی یکی از راه حل های امیدوار کننده برای معضل کمبود آب آشامیدنی، به طور عمده در مناطق دوردست و کم جمعیت است. در تحقیق حاضر یک آب شیرین کن با کندانسورهای خارجی طراحی شده است. برای ذخیره انرژی گرمایی در حوضچه این آب شیرین کن، از مواد تغییر فاز دهنده موم پارافین قرار گرفته در لوله های مسی استفاده شده است. به منظور مقایسه و بررسی عملکرد آب شیرین کن پیشنهادی یک آب شیرین کن معمولی با همان مشخصات و ابعاد نیز ساخته شده است. هر دو آب شیرین کن در روزهای 8، 15 و 19 اردیبهشت ماه مورد بررسی قرار گرفته اند، نتایج آزمایش ها نشان داده که عملکرد آب شیرین کن پیشنهادی بهتر از آب شیرین کن معمولی بوده است. بیشترین آب شیرین تولید شده 3.55 و 3.04 لیتر بر مترمربع در روز به ترتیب برای آب شیرین کن پیشنهادی و معمولی به دست آمده که نشان دهنده 17 درصد افزایش بهره وری در روز است. از پژوهش های گذشته مشخص است که کندانسور با آن که اختلاف دما بین پوشش شیشه ای و آب شور حوضچه را افزایش می دهد، باعث کاهش میزان دمای حوضچه نیز می شود. اما در این پژوهش نتیجه قابل توجهی که به دست آمده این است که علاوه بر افزایش اختلاف دمایی بین پوشش شیشه ای و آب شور، میزان دمای آب شور نیز افزایش پیدا کرده است و این روند افزایش دما تا پایان روز در هر سه آزمایش مشاهده شده است که نشان دهنده عملکرد موثر موم پارافین در حوضچه آب شیرین کن می باشد.

    کلید واژگان: آب شیرین کن، مواد تغییر فاز دهنده، موم پارافین، کندانسور و لوله های مسی
    Sayed Mahdi Parwez *, Mohammad Sefid, Navid Perzai Khabazi

    Today, solar desalination is one of the promising solutions for the problem of drinking water shortage, mainly in remote and low-population areas. In the present research, a solar still with passive external condensers was designed. To store the thermal energy in the basin of this solar still, paraffin wax was used in copper tubes as phase change materials. To compare and investigate the performance of the proposed solar still, a conventional solar still with the same specifications and dimensions was built and tested. Both solar stills were investigated on the days of 28 April, 5 and 9 May. The results of the experiments showed that the performance of the proposed solar still was better than the conventional solar still; the highest produced fresh water was 3.55 and 3.04 lit/m2 day, respectively, for the proposed and conventional solar stills, which showed a 17% increase in productivity per day. It is clear from past research that the condenser increases the temperature difference between the glass covers and the saltwater of the basin, but causes the temperature of the saltwater basin to decrease. However, in this research, in addition to the increase in the temperature difference between the glass cover and salt water, the amount of salt water also increased, and this trend of increasing temperature was observed until the end of the day in all three experiments, which shows the effective performance of paraffin wax in the basin of solar still.

    Keywords: Solar still, Phase change material, paraffin wax, condenser, copper tubes
  • فرآیند خنک سازی قطعات در فضاهای محدود به دلیل کاربردهای فراوان در صنایعی مانند الکترونیک، همواره مورد توجه محققین بوده است. بنابراین دستیابی به بهترین عملکرد چنین سیستم هایی همواره یکی از چالش های پیش روی دانشمندان این حوزه بوده است. با توجه به این ضرورت، در شبیه سازی حاضر به روش شبکه بولتزمن (LBM)، خنک سازی دو نیم سیلندر داغ از طریق جابجایی طبیعی مورد بررسی قرار گرفته است. ویژگی خاص این مطالعه، در مقایسه با مطالعات پیشین، تاثیر میدان مغناطیسی در شکل های مختلف و جذب حرارت برای خنک کردن دو جسم داغ تعبیه شده روی دیواره های یک محفظه مثلثی حاوی فروسیال غیر نیوتنی است که تاکنون مورد مطالعه قرار نگرفته است. صحت نتایج به دست آمده از طریق اعتبارسنجی کد نوشته شده در مقایسه با سایر مطالعات از نظر کمی و کیفی تضمین شد. بر اساس نتایج، برای داشتن مقدار ناسلت بزرگتر، در بالاترین مقدار رایلی، کافی است که شاخص توانی سیال، شاخص جذب گرما و مقدار هارتمن کاهش یابد. کاهش مقدار ناسلت در اثر افزایش مقدار هارتمن برای سیال رقیق شونده حدود 59 درصد است در حالی که این اثر برای سیال نیوتنی و غلیظ شونده به ترتیب حدود 38% و 21% است. وجود جذب گرما علاوه بر کاهش مقدار ناسلت به میزان حدود 75% در بالاترین مقدار، برای سیال رقیق شونده، منجر به کاهش بارز مقدار شاخص عملکرد حرارتی می شود که این اثر برای سیال غلیظ شونده به خصوص در عدد هارتمن 60 بسیار ناچیز است. غلبه هدایت حرارتی بر جابجایی نتیجه افزایش مقدار شاخص توانی سیال است که تاثیر نوع و قدرت میدان مغناطیسی را کاهش می دهد. برای Ra=104، به دلیل کم بودن اثرات جابجایی، تغییر شکل میدان مغناطیسی اعمالی ناچیز است، در حالی که برای Ra=106، این اثر بیشترین مقدار را دارد. با تغییر زاویه تمایل محفظه و تغییر آرایش اجسام داغ بر روی دیواره های محفظه، از طریق تغییر الگوهای جریان می توان ویژگی های حرارتی سیستم را به شدت تحت تاثیر قرار داد. در همه موارد، روند تغییرات شاخص عملکرد حرارتی سیستم مطابق با روند تغییرات مقدار ناسلت است که نشان می دهد انتقال حرارت بیشترین سهم را در تولید آنتروپی دارد.
    Mohammad Nemati *, Mohammad Sefid, Arash Karimipour
    The cooling process of parts in limited spaces is of great interest to researchers due to its many applications in industries such as electronics. Therefore, achieving the best performance of such systems has always been one of the challenges facing researchers. Due to this necessity, in the present simulation via the lattice Boltzmann method (LBM), the cooling of two hot semi-cylinders via magnetohydrodynamics (MHD) free convection has been interrogated. The novelty of the available study compared to antecedent studies is the effect of a magnetic field (MF) in different types and heat absorption for cooling two hot objects embedded within a triangular enclosure comprising non-Newtonian ferrofluid, which has not been studied so far. The accuracy of the obtained results was guaranteed via the validation of the written code in comparison with other studies qualitatively and quantitatively. Based on the results, To have a larger the Nusselt (Nu) value, at the highest Rayleigh (Ra) value, it is sufficient to decline the fluid power-law (PL) index, heat absorption index and the Hartmann (Ha) value. The reduction of in the mean Nu value due to rise of the Ha value for the shear thinning fluid is about 59%, while it is about 38% and 21% for the Newtonian and the shear thickening fluids, respectively. The existence of heat absorption, in addition to reducing the Nu value by about 75% in highest value, for the shear thinning fluid, results in a decrease in the value of thermal performance index (ITP), which is very insignificant for the shear thickening fluid at Ha=60. The predominance of conduction over convection is the result of enhancing the PL index, which diminishes the effect of type and power of MF. For Ra=104, due to low convection effects, changing the type of MF is ineffective, while for Ra=106, this effect is highest. By changing the angle of inclination of the chamber and changing the arrangement of hot objects on the walls of the cavity, by changing the flow patterns, the thermal characteristics of the system can be strongly affected. In all cases, the trend of the ITP changes is in accordance with the trend of the mean Nu changes, which exhibits that HT has the largest share to production entropy (PE).
    Keywords: Non-Newtonian ferrofluid free convection, Heat absorption, Entropy Generation, Changing the hot objects position, Changing the form of applied magnetic field, Tilted right-triangular cavity
  • محمد نعمتی، محمد سفید

    هدف از این تحلیل عددی با استفاده از روش شبکه بولتزمن (LBM)، بررسی این مطلب است که با چه راهکارهای در دسترسی می توان مقدار انتقال حرارت و آنتروپی تولیدشده را کنترل کرد. به این منظور، انتقال حرارت جابجایی ترکیبی نانوسیال غیرنیوتنی تحت اثر میدان مغناطیسی درون محفظه مربعی حاوی دیواره رسانا مورد تحلیل قرارگرفته است. اگرچه میدان مغناطیسی و سرعت حرکت دیواره عمودی محفظه ثابت در نظر گرفته شده اند، نتایج نشان داد که با تغییر موقعیت اعمال این پارامترها مشخصات جریان و ویژگی های انتقال حرارت به وجود آمده به شدت تحت تاثیر قرار می گیرند. چنانچه میدان مغناطیسی ازنظر مکانی همانند با موقعیت اعمال سرعت اعمال شود، اثر افزایش عدد هارتمن در کاهش عدد ناسلت متوسط مشهودتر می شود. برای داشتن بیشترین مقدار عدد ناسلت، باید حرکت یک سوم بالایی دیواره موردتوجه باشد ولی بااین حال بیشترین تاثیرپذیری جریان سیال از میدان مغناطیسی به ازای حرکت یک سوم میانی دیواره مشاهده شد. با افزایش فاصله دیواره رسانا از دیواره متحرک، عدد ناسلت متوسط تا 5/1 برابر بیشتر می شود. با کاهش نسبت هدایت حرارتی از 10 به 5/0 به طور میانگین عدد ناسلت تا حدود 55 درصد کاهش می یابد. اگرچه قدرت جریان و عدد ناسلت رابطه معکوس با شاخص توانی دارد ولی با کسر حجمی نانو ذرات رابطه مستقیم دارد. مقدار آنتروپی تولیدشده، رابطه مستقیم/معکوس با عدد ریچاردسون/شاخص توانی سیال دارد.

    Mohammad Nemati, Mohammad Sefid

    The purpose of this analysis using lattice Boltzmann method (LBM) is to investigate the matter with which strategies can be used to control the amount of heat transfer and entropy formation. For this goal, the mixed convection heat transfer of non-Newtonian nanofluid under the impact of the magnetic field inside the square chamber containing the conductor wall has been analyzed. The results depicted that the flow characteristics and heat transfer are strongly affected by changing the position in these places. If the magnetic field is applied at the same location as the speed application position, the effect of increasing the Hartmann number in reducing the average Nusselt number becomes more evident. In order to have the highest value of Nusselt number, CASE3 should be considered, however, the greatest impact of magnetic field on fluid flow was observed for CASE2. By increasing the distance between the conductive wall and the moving wall, the average Nusselt number increases up to 1.5 times. By decreasing the thermal conductivity ratio from 10 to 0.5, the average Nusselt number decreases to about 55%. The entropy value has a direct/inverse relationship with the Richardson number/power-law index.

    Keywords: Conjugate heat transfer, Changing the position of applying magnetic field, Non-Newtonian nanofluid, Entropy generation, Changing the position of applying speed
  • محمدعلی صباغی، محمد سفید*

    استفاده از سیستم های تولید همزمان در سال های اخیر با استقبال زیادی همراه بوده است. پژوهش حاضر به تحلیل انرژی، اگزرژی، اقتصادی و زیست محیطی (4E) یک سیکل ارگانیک رانکین با هدف تولید همزمان توان، هیدروژن و آب شیرین با منبع انرژی ترکیبی زمین گرمایی و حرارت بازیافتی می پردازد. در سیکل مذکور، سیال عامل ابتدا توسط حرارت بازیافتی پیش گرم شده و پس از آن توسط سه مبدل حرارتی اکونومایزر، اواپراتور و سوپرهیتر تا دمای ماکزیمم سیکل، سوپرهیت می شود. همچنین کارکرد سیستم در دو حالت با و بدون انرژی زمین گرمایی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که بیشترین درصد تخریب اگزرژی برابر %35 و مربوط به الکترولایزر می باشد. همچنین کمترین مقدار فاکتور اگزرژواکونومیک برای الکترولایزر غشاء پروتونی و برابر 8/39 درصد است. میزان هیدروژن تولیدی و آب شیرین به ترتیب 1/64 لیتر بر ثانیه و 4/36 کیلوگرم بر ثانیه می باشد و با افزایش دمای منبع زمین گرمایی از 125 تا 155 درجه سانتیگراد، مقدار هیدروژن و آب شیرین تولید شده به ترتیب به میزان 29 و 17 درصد افزایش پیدا می کند. در صورت عدم استفاده از انرژی زمین گرمایی و تامین کل انرژی توسط حرارت بازیافتی، مقدار دی اکسیدکربن منتشر شده به مقدار 69 درصد افزایش می یابد.

    کلید واژگان: سیستم تولید همزمان، زمین گرمایی، حرارت بازیافتی، اگزرژی اقتصادی، زیست محیطی
    MohammadAli Sabbaghi, Mohammad Sefid *

    The usage of multi-generation systems is quickly developing in recent years. The present study analyzes the energy, exergy, economic and environmental (4E) of a novel Rankine organic cycle to produce power, hydrogen and fresh water with a combined energy source of geothermal and heat recovery. Also, the cycle performance in both modes with and without geothermal energy is compared. Calculations show that the highest percent of exergy destruction is equal to 35% and is related to the PEM Also, the lowest amount of exergoeconomic factor is calculated for the PEM is equal to 8.39 The amount of hydrogen and desalinated water produced is 1.64 lit/s and 4.36 kg/s, respectively. With increasing the temperature of the geothermal source from 125 to 155°C, the amount of hydrogen and desalinated water produced are 29 and 17 percentage increases, respectively. If geothermal energy is not used and all energy is supplied by heat recovery, the amount of carbon dioxide emitted will increase to 69%.

    Keywords: CHP Production system, geothermal, Heat recovery, Exergoeconomc Analysis, Environment
  • مهدی محمودی مهریزی، محمد سفید*، امیرمسعود صالحی زاده

    شبیه ‍ ‍‍ سازی عددی مسایل چند فازی با سطوح مشترک پیچیده و جریان های با نسبت چگالی بالا به دلیل پخش ذرات و واگرایی، یکی از چالش های حل عددی می باشد. تحلیل مسایل معدودی با روش هیدرودینامیک ذرات هموار مبتنی بر چگالی برای حل جریان های سطوح مشترک پیچیده صورت گرفته در حالی که اکثر شبیه سازی ها با روش هیدرودینامیک ذرات هموار تراکم ناپذیرانجام شده است. حل جریان های با نسبت چگالی بالا با روش هیدرودینامیک ذرات هموار با پراکندگی ذرات و واگرایی می باشد. برای رفع پراگندگی ذرات از روش های مختلف از جمله یک نیروی دافعه در سطح مشترک و یا روش تخصیص مقدار مجدد چگالی تصحیح شده استفاده شده است ولی مشکل از هم گسیختگی ذرات در سطح مشترک در زمان های بالاتر وجود دارد. در مطالعه حاضر، یک روش جدید هیدرودینامیکی ذرات هموار بر اساس چگالی استفاده شده است. به منظور جلوگیری از پخش ذرات مخصوصا در سطح مشترک در زمان های پایانی از یک روش ساده با حذف ذرات ناسازگار استفاده شده است. همچنین، طرح بهینه سازی جابجایی ذرات به منظور منظم سازی در سطح مشترک دو فاز با اجرای دقیق الگوریتم تغییر دو مرحله به گونه ای ایجاد شده است که توزیع منظم ذرات به طور پیوسته و محافظه کارانه ای حفظ می شود. برای بررسی دقت شبیه سازی، نتایج شبیه سازی عددی جریان های پوازویل دو فاز با نسبت های ویسکوزیته متفاوت، ناپایداری رینولدز-تیلور، بالا رفتن یک حباب در سیال با حل های تحلیلی و عددی مقایسه شده است که دقت و پیوستگی شبیه سازی حاضر بالاتر و یا همسان با دیگر شبیه سازی ها می باشد.

    کلید واژگان: شبیه سازی، هیدرودینامیک ذرات هموار، جریانهای چند فازی، پخش ذرات
    Mahdi Mahmoodi Mehrizi, Mohammad Sefid *, AmirMadood Salehizadeh

    Numerical simulation of multiphase problems with complex interface as well as high density ratios is one of the numerical challenges associated with particle scattering and divergence. Fewer problems have been performed with density-based smooth particle hydrodynamics (WCSPH) to solve complex joint surface currents, and most simulations have been performed using Incompressible Smooth Particle Hydrodynamics (ISPH). Solution of high density flows by the smooth particle hydrodynamics is associated with particle dispersion and divergence. Various methods have been used to eliminate the scattering of particles, such as a repulsive force at the interface or the corrected density re-value, but there is a problem of particle disintegration at the interface at higher times. In the present simulation, to simulate multiphase flows with complex surfaces and high density ratios, a new density-based smooth particle hydrodynamics approach has been utilized. To prevent the scattering of particles, especially at the interface at the end times, a simple method with the removal of incompatible particles is used. In the present study, the particle displacement optimization scheme for regularization at the interface of the phase is created by precisely implementing a two-stage change algorithm, so as to maintain the regular particle distribution continuously and conservatively. To examine the accuracy of the present simulation method, it is firstly compared with two-phase Poiseuille flow with three fluids having different values of viscosity, Reynolds-Taylor instability and single bubble rising in a fully filled container., Then it is compared with analytical and numerical solutions. The accuracy and consistency of the current simulation is higher or equal to other simulations.

    Keywords: Smooth particle Hydrodynamic, Multiphase flows, simulation, Diffusion of particles
  • Mohammad Nemati, Mohammad Sefid *, Ali J. Chamkha
    In the present work, heat transfer and entropy generation due to the natural convection of Newtonian and non-Newtonian fluids in two types of shear thinning and shear thickening inside a right-triangular cavity under the effect of uniform and non-uniform magnetic field by multiple relaxation time lattice Boltzmann methods have been investigated. The aspect ratio of the cavity is variable and the magnetic field is applied from left to right and perpendicular to the gravity of the cavity. The present work is validated with previous references and results presented in the form of tables, diagrams and streamlines, isothermal lines, and entropy lines. The simulation is done by writing the computer code in the Fortran language. The effect of Rayleigh number, aspect ratio, power-law index of fluid, Hartmann number and angle, and type of magnetic field applied on fluid flow and heat transfer characteristics has been evaluated. The results show that in all cases, increasing the Hartmann number and fluid power-law index leads to a decrease in the strength of flow, heat transfer rate, and entropy generated and the percentage of this effect varies depending on the number of other variables. By applying a magnetic field non-uniformly, the flow strength and heat transfer rate can be increased to about 45% and 20%, respectively. At higher Hartmann numbers, the effect of changing the type of magnetic field applied is more pronounced. The angle of the magnetic field applied is a determinant parameter on the amount of heat transfer so that the average Nusselt number in the horizontal mode is on average 15% less than in the vertical mode. Increasing of power-law index dramatically reduces the magnetic field effect so that it is ineffective for the shear thickening fluid, the type of magnetic field applied. By increasing the Rayleigh number and the aspect ratio of the cavity, the flow strength and the rate of heat transfer increase and the effect of the magnetic field becomes more pronounced. This study can be useful in the optimal design of industrial and engineering equipment, including electronic coolers.
    Keywords: Natural convection, Power-law Fluids, Non-uniform magnetic field, Entropy generation, Variable Aspect Ratio, Triangular Cavity, MRT-LBM
  • محمد نعمتی، محمد سفید*
    در کار حاضر مقدارآنتروپی تولید شده ناشی ازانتقال حرارت دوگانه سیال با مدل توانی درون محفظه دو بعدی متمایل تحت اثرمیدان مغناطیسی یکنواخت و غیر یکنواخت با وجود جذب/تولید حرارت بررسی شده است. مهمترین نتایج عبارتنداز: (الف) قدرت جریان، مقدار انتقال حرارت و آنتروپی تولید شده با افزایش عدد هارتمن، کاهش عدد رایلی و افزایش شاخص توانی سیال، کاهش می یابد. (ب) با کاهش شاخص توانی سیال، اثر میدان مغناطیسی بارزتر می شود به نحوی که افزایش عدد هارتمن تا بیشترین مقدار، در حدود 52 درصد برای سیال نازک شونده و تا حدود 18 درصد برای سیال ضخیم شونده از مقدار عدد ناسلت متوسط می کاهد. (ج) برای دست یابی به جریانی با قدرت بیشتر و عدد ناسلت متوسط بالاتر می توان از میدان مغناطیسی به صورت غیر یکنواخت به خصوص TMF1 استفاده کرد. هر اندازه عدد هارتمن بیشتر باشد، تغییر در نوع اعمال میدان مغناطیسی مشهودتر است. اثر تغییر در نوع اعمال میدان مغناطیسی برای سیال ضخیم شونده کمترین است. (د) چنانچه نسبت هدایت حرارتی افزایش یابد، بیشترین مقدار عدد ناسلت متوسط حاصل می شود که در این حالت اثر افزایش عدد هارتمن و عدد رایلی محسوس تر می شود. (ه) کمترین مقدار انتقال حرارت، قدرت جریان و اثر میدان مغناطیسی زمانی حاصل می شود که محفظه در زاویه 90+ درجه قرار گیرد که در این حالت عدد ناسلت متوسط تا حدود 82 درصد کمتر از زاویه صفر است. (و) عدد بجان با افزایش ضریب جذب/تولید حرارت، افزایش عدد هارتمن، کاهش عدد رایلی و کاهش نسبت هدایت حرارتی، افزایش می یابد و بیشترین مقدار عدد بجان در زاویه 90+ درجه حاصل می شود.
    کلید واژگان: انتقال حرارت دوگانه، سیال با مدل توانی، میدان مغناطیسی یکنواخت و غیر یکنواخت، تولید آنتروپی، جذب، تولید حرارت یکنواخت، زاویه تمایل محفظه
    Mohammad Nemati, Mohammad Sefid *
    In the present work the amount of entropy produced due to the conjugate heat transfer of power-law fluids during natural convection within the inclined chamber under magnetic field and heat absorption/production is investigated. Outcomes:1-The flow power,the amount of heat transfer and the entropy produced decrease with increasing Hartmann number, decreasing Rayleigh number and increasing the fluid power-law index.2-As the power-law index decreases,the influence of the magnetic field becomes more pronounced.The mean Nusselt number decreases by about 52% for shear thinning fluid and by about 18% for dilatant fluid by increasing the Hartmann number to the highest value.3-To achieve a current with higher power and higher average Nusselt number,the magnetic field can be used non-uniformly,especially TMF1. The larger the Hartmann number, the more pronounced the change in the type of magnetic field applied.The influence of the change in the type of magnetic field applied to the shear thickening fluid is minimal.4-As the thermal conductivity ratio increases, the maximum mean Nusselt number is obtained, in which case the impact of increasing the Hartmann number and the Rayleigh number becomes more pronounced.5-The minimum amount of heat transfer, current strength and magnetic field influence is obtained when the chamber is at an angle of +90 degrees,in which case the average Nusselt number is up to about 82% less than the zero angle.6-The Bejan number increases with increment of heat absorption/production coefficient,increasing Hartmann number, decreasing Rayleigh number and decrement of thermal conductivity ratio,and maximum the Bejan number is obtained at an angle of +90 degrees.
    Keywords: Conjugate heat transfer, Power-law liquids, Uniform, non-uniform magnetic field, Entropy generation, Uniform heat absorption, production, Inclination angle of chamber
  • محمد نعمتی، محمد سفید*

    هدف از این مقاله، بررسی میزان انتقال حرارت و آنتروپی تولید شده به واسطه جابجایی ترکیبی نانوسیال ترکیبی با لحاظ کردن تاثیر حرکت براونی ذرات درون حفره نیم بیضی شکل متمایل با درپوش متحرک است. میدان مغناطیسی به دو صورت یکنواخت و غیر یکنواخت از چپ به راست بر حفره اعمال می شود. شبیه سازی به وسیله روش شبکه بولتزمن با زمان آسایش چندگانه و با نوشتن کد رایانه ای به زبان فرترن صورت گرفته است. نتایج به صورت جداول، نمودارها، خطوط جریان، خطوط هم دما و خطوط آنتروپی ثابت ارایه شده است. تاثیر کسر حجمی نانوذرات) 06 / 0 - 0 (، عدد ریچاردسون) 1 / 0 ، 1 و 10 (، عدد هارتمن) 60 - 0 (نوع اعمال میدان مغناطیسی) یکنواخت و غیر یکنواخت (و زاویه چرخش حفره) 90 ،- 0 و 90 + درجه بر جریان شکل گرفته درون حفره بررسی شده است. نتایج نشان می دهد افزایش کسر حجمی نانوذرات سبب افزایش قدرت جریان، عدد ناسلت متوسط، آنتروپی حجمی کل و عدد بیجان می شود و بیشترین اثر برای عدد ریچاردسون 10 و زاویه تمایل 90 + درجه مشاهده می شود. در تمامی حالات، افزایش عدد هارتمن از قدرت جریان و میزان انتقال حرارت می کاهد و این اثر با افزایش عدد ریچاردسون، کاهش می یابد. با اعمال میدان مغناطیسی به صورت غیر یکنواخت می توان قدرت جریان را تا بیش از 80 درصد و میزان انتقال حرارت را تا 35 درصد افزایش داد. افزایش عدد هارتمن، تاثیر نوع اعمال میدان مغناطیسی را مشهودتر می سازد و انتقال حرارت، بیشترین سهم را در مقدار آنتروپی کل دارد. این مطالعه می تواند در طراحی بهینه تجهیزات صنعتی از جمله خنک سازی تجهیزات الکترونیکی، مفید واقع شود.

    کلید واژگان: جابجایی ترکیبی، میدان مغناطیسی غیر یکنواخت، تولید آنتروپی، روش شبکه بولتزمن با زمان آسایش چندگانه، نانوسیال ترکیبی، حفره متمایل
    Mohammad Nemati, Mohammad Sefid *

    The purpose of this paper is to investigate the heat transfer and entropy generated due to mixed convection of hybrid nanofluid inside the lid-driven semi-oval chamber. The magnetic field is applied uniformly and non-uniformly. The simulation is performed by MRT-LBM and by writing computer code in Fortran language. Effect of Richardson number (0.1, 1 and 10), nanoparticles volume fraction (0-0.06), Hartmann number (0-60), inclination angle of the chamber (-90, 0 and +90 degrees) and type of magnetic field applied (uniform and non-uniform) on the flow formed in the chamber is evaluated. The results show that increasing the volume fraction of nanoparticles increases the flow strength, average Nusselt number, total volumetric entropy and Bejan number and most of the effect is observed for Richardson number 10 and inclination angle +90°. In all cases, increasing the Hartmann number decreases maximum values of streamlines and heat transfer, and this effect decreases with increasing Richardson number. By applying a magnetic field non-uniformly, it can change the flow strength by more than 80% and increase the heat transfer to 35%. Increasing the Hartmann number makes the effect of the non-uniform magnetic field more obvious, and the heat transfer has the largest share in the total volumetric entropy.

    Keywords: Mixed Convection, MRT-LBM, Non-uniform magnetic field, Entropy generation, Hybrid Nanofluid
  • محمدصالح برقی جهرمی، ولی کلانتر*، محمد سفید، مسعود ایرانمنش، هادی صمیمی اخیجهانی

    هوا گرم کن های خورشیدی مشبک را می توان به منظورگرمایش ساختما ن ها و فضا های بزرگ، کاربرد های صنعتی و خشک کردن محصولات کشاورزی استفاده نمود. ساختار جریان و مکانیسم های انتقال حرارت جابجایی بر عملکرد هوا گرم کن های خورشیدی مشبک بدون پوشش بسیار مهم است. در این هوا گرم کن ها هوا به وسیله صفحه جاذب مشبک (سوراخ دار) معمولا فلزی گرم می شود. در این تحقیق، از صفحه جاذب ازجنس مس استفاده شده است و برای دبی های به ترتیب (007/0 ، 01/0 ، 0125/0 ، 015/0) کیلوگرم بر ثانیه شبیه سازی عددی صورت گرفته است. برای این که شبیه سازی با واقعیت فیزیکی مسیله انطباق داشته باشد، شبیه سازی صورت گرفته به صورت سه بعدی، غیردایم با دامنه محاسباتی بزرگ و مکش پیوسته می باشد. پارامتر های راندمان حرارتی، دبی جریان و دمای خروجی مورد بررسی قرارگرفت. طبق نتایج بدست آمده، با کاهش دبی جرمی، دمای صفحه جاذب و به دنبال آن دمای هوای خروجی افزایش پیدا می کند؛ اما افزایش دمای صفحه جاذب بیشتر از افزایش دمای هوای خروجی است. با افزایش دبی، بازده حرارتی هواگرم کن خورشیدی صفحه تخت مشبک افزایش پیدا می کند که کمترین بازده در دبی 007/0 کیلوگرم برثانیه با مقدار51/66 درصد و بیشترین بازده در دبی 015/0 کیلوگرم بر ثانیه با مقدار02/78 درصد می باشد.

    کلید واژگان: انرژی خورشیدی، کلکتورخورشیدی صفحه تخت مشبک بدون پوشش، آنالیز حرارتی و سیالاتی، بازده حرارتی
    MohammadSaleh Barghi Jahromi, Vali Kalantar *, Mohammad Sefid, Masoud Iranmanesh, Hadi Samimi Akhijahani

    the flat solar heating transpired collector can be used for heat buildings and large spaces, industrial applications, and drying of agricultural products. The flow structure and convection heat transfer mechanisms are very important to the air performance of uncovered flat solar heating transpired collector. In these solar air heaters, the air is usually heated by a perforated absorber plate (metal). In this research, copper adsorbent plate has been used and numerical simulation has been performed for mass flow rate (0.007, 0.01, 0.0125, 0.015) kg/s. In order for the simulation to be consistent with the physical reality of the problem, the simulation is three-dimensional, non-continuous with a large computational range and continuous suction. Thermal efficiency, mass flow rate, and outlet temperature parameters were investigated. According to the obtained results, with decreasing mass flow rate, the temperature of the absorber plate and consequently the temperature of the outlet air increases; But increasing the temperature of the absorber plate is more than increasing the temperature of the outlet air. As the mass flow rate increases, the thermal efficiency of the flat solar heating transpired collector increases. The lowest efficiency in mass flow rate is 0.007 kg / s with 66.51 % and the highest efficiency in mass flow rate is 0.015 kg / s with 78.02 %.

    Keywords: Solar energy, Unglazed transpired flat plate solar collector, Thermofluid numerical, Thermal efficiency
  • کتایون کمالی، محمدصالح برقی جهرمی*، محمد سفید

    در این پژوهش، آنالیز انرژی و اگزرژی برای قسمت های مختلف نیروگاه خورشیدی با مولد مستقیم بخار (DSG) با مقیاس  برای شرایط جغرافیایی شهر یزد بررسی و مشاهده شد که بیشترین اتلاف انرژی در کندانسور و بیشترین اتلاف اگزرژی در بخش متمرکزکننده خورشیدی اتفاق می افتد. برای بهبود راندمان متمرکزکننده، بهتر است آب ورودی به آن توسط پیش گرم کن ها، گرم شود که برای این کار باید فشار و دبی جرمی بخار زیرکش از توربین بهینه شوند. برای فشارهای زیرکش مختلف در حالت هایی که سیکل دارای چندین پیش گرم کن می باشد، دبی زیرکش و بازده قانون اول و دوم ترمودینامیک بررسی شده اند تا حالت بهینه به دست آید. نتایج به دست آمده برای حالتی که سیکل دارای چهار پیش گرم کن می باشد، نشان می دهد که بازده قانون اول و دوم به ترتیب برابر با 2/17 درصد و 16 درصد است که مقدار قابل توجهی افزایش نسبت به حالتی که سیکل دارای یک یا دو یا سه پیش گرم کن بوده، داشته است؛ بنابراین طبق نتایج به دست آمده از بازده قانون اول و دوم و بازگشت ناپذیری اجزای نیروگاه می توان چرخه مقاله حاضر را برای شهر یزد پیشنهاد کرد.

    کلید واژگان: آنالیز انرژی و اگزرژی، نیروگاه خورشیدی حرارت مستقیم، پیش گرم کن، فشار زیرکش
    Katayoon Kamali, MohammadSaleh Barghi Jahromi *, Mohammad Sefid

    In this study, energy and exergy for different parts of a 5 MWe direct steam generation (DSG) solar power plant was analyzed for Yazd city climate. It was observed that the most energy in the condenser and the most exergy losses occurred in the parabolic solar concentrator. To improve the efficiency of the concentrator, this study recommends to preheat the water entering the concentrator with one or more open preheaters in which the extractions of steam from turbine should be optimized by their pressures and mass flow rates. For different cases in which the cycle has up to 4 preheaters, the efficiency of the first and second laws of thermodynamics was investigated. In the case of 4 preheaters, based on obtained results, it was revealed that the efficiency of the first and second laws were 17.2% and 16%, respectively which was a significant increase compared to the case where the cycle had one, two or three preheaters. Therefore, according to the obtained results from the efficiency of the first and second laws as well as the irreversibility of power plant components, the cycle of the present article can be recommended for the city of Yazd.

    Keywords: Energy, exergy analysis Direct steam generation solar power plant, Water Open Preheater, Extraction, Bleed pressure
  • محمد نعمتی، محمد سفید*

    در مطالعه حاضر، میزان آنتروپی تولید شده ناشی از انتقال حرارت دوگانه نانوسیال ترکیبی درون محفظه K شکل تحت اثر میدان مغناطیسی یکنواخت و غیریکنواخت و جذب/تولید گرما یکنواخت بررسی شده است. شبیه سازی با نوشتن کد رایانه ای به زبان فرترن و با استفاده از روش شبکه بولتزمن صورت پذیرفته است. تغییرات عدد رایلی، عدد هارتمن، ضریب جذب/تولید گرما، نسبت هدایت حرارتی، نسبت ابعاد محفظه و نوع اعمال میدان مغناطیسی و کسر حجمی نانوذرات به عنوان متغیرهای اصلی این بررسی مورد ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج نشان داد می توان قدرت جریان، میزان انتقال حرارت و آنتروپی تولید شده را با اعمال میدان مغناطیسی کاهش داد. کاهش کمتر عدد ناسلت متوسط با غیر یکنواخت اعمال کردن میدان مغناطیسی حاصل می شود. افزایش ضریب جذب/تولید گرما به دلیل افزایش دمای مجموعه منجر به کاهش عدد ناسلت متوسط می شود که این اثر با افزایش عدد هارتمن، بیشتر می شود. افزودن نانوذرات به سیال پایه در حالتی که هدایت پدیده غالب است، موجب افزاش میزان انتقال حرارت می شود. انتقال حرارت تابعی از نسبت ضریب هدایت حرارتی و عدد رایلی بوده و افزایش این دو پارامتر اثرات جابجایی را افزایش می دهد و در این شرایط، اثر افزایش عدد هارتمن نمایان تر است. افزایش نسبت ابعاد محفظه منجر به کاهش عدد ناسلت متوسط و آنتروپی شده ولی اثر افزودن نانوذرات در این حالت بیشتر است. آنتروپی تولیدی با افزایش عدد هارتمن کاهش و با افزایش عدد رایلی و ضریب جذب/تولید گرما افزایش می یابد.

    کلید واژگان: انتقال حرارت دوگانه، نانوسیال ترکیبی، میدان مغناطیسی غیر یکنواخت، تغییر نسبت ابعاد محفظه، تولید آنتروپی، جذب، تولید حرارت یکنواخت، روش شبکه بولتزمن
    Mohammad Nemati, Mohammad Sefid *

    In the present study, the entropy generated due to the conjugate heat transfer of the hybrid nanofluid inside the K-shaped chamber under magnetic field and uniform heat absorption/generation is investigated. The simulation was performed by writing computer code in Fortran language using the lattice Boltzmann method. Variations in Rayleigh number, volumetric fraction of nanoparticles, Hartmann number, heat absorption/generation coefficient, thermal conductivity ratio, chamber aspect ratio and type of magnetic field applied have been evaluated as the main variables of this study. The findings showed that the flow strength, heat transfer rate and entropy produced could be reduced by applying a magnetic field. A lower reduction of the average Nusselt number is achieved by non-uniform application of a magnetic field. Increasing the heat absorption/generation coefficient due to increasing the set temperature leads to decreasing the mean Nusselt number, which this influence increases with increasing the Hartmann number. Addition of nanoparticles to the base fluid in which the conduction of the phenomenon is predominant, increases the rate of heat transfer. Heat transfer is a function of the ratio of thermal conductivity and Rayleigh number that increasing these two parameters increases the convection effects, and in this case, the effect of increasing the Hartmann number is more pronounced. Increasing the chamber aspect ratio leads to a decline in the mean Nusselt number and entropy production, but the effect of adding nanoparticles is greater in this case. Entropy production decreases with increasing Hartmann number and increases with Rayleigh number and heat absorption/generation coefficient.

    Keywords: Conjugate Heat Transfer, Hybrid Nanofluid, Non Uniform Magnetic Field, Variation of Aspect Ratio, Entropy Production, Uniform Heat Absorption, Generation, Lattice Boltzmann Method
  • محمد نعمتی، محمد سفید*
    هدف از مطالعه پیش رو، بررسی اثر جهت اعمال میدان مغناطیسی به دو صورت یکنواخت و غیریکنواخت بر انتقال حرارت سیال نیوتنی و غیرنیوتنی با مدل توانی با استفاده از روش شبکه بولتزمن با زمان آسایش چندگانه است. شبیه سازی با نوشتن کد رایانه ای به زبان فرترن صورت پذیرفته است. جابجایی طبیعی درون محفظه ای دو بعدی حاوی مانع لوزی شکل ایجاد می شود که این مانع در سه حالت دمایی مختلف بررسی می شود. دیواره سرد محفظه در سه شکل صاف، منحنی و مورب ارزیابی می شود. نتایج نشان می دهد، افزایش عدد رایلی و کاهش شاخص توانی و عدد هارتمن سبب افزایش قدرت جریان و میزان انتقال حرارت می شود. طراحی دیواره به صورت صاف به طور میانگین در حدود 70 درصد قدرت جریان و 30 درصد انتقال حرارت را افزایش می دهد. قرارگیری مانع در دمای ثابت سرد به طور متوسط سبب افزایش 20 درصدی عدد ناسلت متوسط می شود. اثر میدان مغناطیسی برای دیواره صاف بیشترین و برای دیواره مورب کمترین است و این اثر با افزایش شاخص توانی کاهش می یابد. در حالت کلی، غیریکنواخت اعمال کردن میدان مغناطیسی در حدود 10 درصد عدد ناسلت متوسط را افزایش می دهد و منجر به افزایش قدرت جریان می شود. نتایج نشان می دهد تاثیر شکل دیواره و نوع اعمال میدان مغناطیسی برای سیال ضخیم شونده، ناچیز است. کاهش بیشتر قدرت جریان و عدد ناسلت متوسط با اعمال میدان مغناطیسی به صورت افقی مشاهده می شود.
    کلید واژگان: جابجایی طبیعی، میدان مغناطیسی غیر یکنواخت، روش شبکه بولتزمن با زمان آسایش چندگانه، شکل مختلف دیواره، سیال با مدل توانی، شرط دمایی مختلف مانع
    Mohammad Nemati, Mohammad Sefid *
    The purpose of this work is to investigate the effect of magnetic field direction on heat transfer of Newtonian and non-Newtonian fluids in both uniform and non-uniform forms, with the power-law model by using the multiple relaxation time lattice Boltzmann method (MRT-LBM) with written computer code by Fortran language. The natural convection is created in the two-dimensional cavity with lozenge barrier and is examined in three different temperature boundary conditions. The cold wall of the cavity is investigated in three modes: smooth, curved and diagonal. The results show that increasing the Rayleigh number and decreasing the power-law index and the Hatmann number increase the strength of fluid flow and heat transfer. The smooth design of the wall increases the average Nusselt number by about 30%. Placing the barrier at a constant cold temperature increases the average Nusselt number by 20% on average. The effect of the magnetic field is highest for the smooth wall and lowest for the diagonal wall and this effect decreases with increasing the power-law index. In general, an applied non-uniform magnetic field increases the average Nusselt number by about 10% and increases the flow strength. The effect of wall shape and type of magnetic field applied on shear thickening fluid is negligible. Further reduction of flow strength and average Nusselt number is observed by applying a magnetic field horizontally.
    Keywords: Natural Convection, Non Uniform Magnetic Field, Power-law Fluids, Multiple Relaxation Time Lattice Boltzmann Method, Different Wall Shape, Various Thermal Boundary of Barrier
  • Mohammad Sefid *, Mojtaba Dehghanzadeh Bafghi, Rahim Shamsoddin, Seyd AmirMasoud Salehizadeh

    We investigate the phenomenon of electrokinetics in microchannels. Electroosmotic is one of the four electrokinetic effects. Electroosmotic flow (EOF) is caused by the application of an electric field to an aqueous solution. The characteristics of the EOF depend on the nature of the surface potential distribution. EOF in microfluidic systems is limited to low Reynolds. As a result, species mixing in EOF systems is primarily due to diffusion. The surface heterogeneous of the microchannel walls causes the production of micro vortexes in the liquid. In this study, A two-dimensional microchannel is used to study the electroosmotic/pressure driven in Newtonian fluids. The equations governing the fluid flow in a rectangular microchannel are obtained based on the Lagrangian approach and using the density-based weakly compressible smoothed particle hydrodynamics (WCSPH) method. We have analyzed the vortexes due to surface potential heterogeneity and investigated increasing the surface potential on the flow. The results show that increasing the surface potential causes the vortexes to grow and strengthens the velocity and mixing fields more.

    Keywords: electroosmotic flow, Smooth particle hydrodynamics, Rectangular microchannels
  • در کار حاضر انتقال حرارت سیال غیر نیوتنی درون محفظه دو بعدی با نسبت ابعاد متغیر در حضور میدان مغناطیسی و با وجود جذب تولید حرارت یکنواخت به روش شبکه بولتزمن مورد بررسی قرار گرفت. میدان مغناطیسی به دو صورت یکنواخت و پریودیک عمود بر گرانش به محفظه اعمال می شود. دیواره عمودی محفظه و دیواره های منحنی به ترتیب در دمای ثابت گرم و سرد قرار دارند. کار حاضربا نتایج مطالعات قبلی و معتبر اعتبار سنجی شد و از دقت نتایج به دست آمده اطمینان حاصل شد. اثر عدد هارتمن، شاخص توانی سیال غیر نیوتنی، ضریب جذب تولید حرارت، نسبت ابعاد محفظه و نوع اعمال میدان مغناطیسی بر مشخصات جریان و ویژگی های انتقال حرارت بررسی شد. نتایج نشان می دهد با افزایش شاخص توانی، عدد هارتمن و ضریب جذب تولید حرارت عدد ناسلت متوسط کاهش می یابد. با افزایش ضریب جذب تولید حرارت، نسبت ابعاد و کاهش شاخص توانی اثر میدان مغناطیسی بیشتر می شود. اعمال میدان مغناطیسی به صورت پریودیک در مقایسه با حالت یکنواخت منجر به افزایش عدد ناسلت متوسط و قدرت جریان می شود که این اثر برای سیال نازک شونده بیشترین و برای سیال ضخیم شونده ناچیز است. افزایش همزمان عدد هارتمن و ضریب جذب/تولید حرارت، عدد ناسلت متوسط کمتری را در پی دارد. این مطالعه می تواند در طراحی بهینه تجهیزات انتقال حرارت که در فضاهای ناخواسته قرار گرفته اند از جمله خنک سازی تجهیزات الکترونیکی، مفید باشد.

    Mohammad Nemati, Mohammad Sefid *, Ahmadreza Rahmati

    In the numerical present study, MHD natural convection heat transfer of non-Newtonian power-law fluid in a two-dimensional enclosure with variable aspect ratio in the presence of heat absorption/generation is investigated by using the lattice Boltzmann method (LBM). The magnetic field is applied to the enclosure in uniform and periodic forms. The vertical wall and curved walls of the enclosure are at constant hot and cold temperature, respectively. The present work is validated with previous studies and the accuracy of the results is ensured. The effect of the Hartmann number, non-Newtonian power-law index, heat absorption/generation coefficient, aspect ratio of the enclosure and the type of magnetic field applied on the nature of flow and heat transfer are studied. The results show that increasing the non-Newtonian power-law index, Hartmann number and the heat absorption/generation coefficient reduce the Nusselt number. By increasing the heat generation/absorption coefficient, aspect ratio and decreasing the non-Newtonian power-law index, the effect of the magnetic field increases. Applying a magnetic field periodically compared to a uniform form leads to an increase of in Nusselt number and flow strength that this effect is greatest for shear thinning fluid and negligible for shear thickening fluid. Increase of Hartmann number and heat absorption/generation coefficient simultaneous leads to further decrease of average Nusselt number. This research can be helpful in the optimal design of heat transfer equipment.

    Keywords: Heat absorption, generation, Lattice Boltzmann method, Natural convection heat transfer, Non-Newtonian fluid, Periodic magnetic field, variable aspect ratio
  • Mojtaba Dehghanzadeh Bafghi, Mohammad Sefid *, Rahim Shamsoddini, AmirMasoud Salehizadeh

    Electroosmotic is one of the four electrokinetic phenomena that is formed by applying an electric field to an ionized electrolyte near the charged dielectric surface. Due to the applying of this electric field change the arrangement of ions within the electrolyte, and eventually a region called the Electric double layer is formed near the surface. The thickness of this layer is approximated by the Debye length. In this study, the Because the Reynolds number in in microfluidic devices is usually very low. Therefore, achieving to sufficient mixing in electroosmotic microchannel flow has been a challenge. For this purpose, a non uniform distribution of surface potential for flow mixing is considered. This type of charge distribution is very efficient for mixing purposes by creating circulations in the microchannel. Lagrangian description is used to solve the governing equations. The method used in this research is the constant density weakly compressible particle hydrodynamics method. In order to improve the mixing, the effect of changing the Debye length has been analyzed. The results show that increasing the Debye length causes smaller vortexes to be produced and mixing efficiency is reduced.

    Keywords: Electroosmotic Flow, Debye Length, Rectangular Microchannels, Nonuniform Surface Potential
  • حمیدرضا یزدانی، محمد سفید*

    هدف از این تحقیق شبیه سازی سه بعدی جریان حول توربین باد عمود محور در ابعاد واقعی تحت تاثیر نیروهای حجمی حاصل از عملگر پلاسمایی می باشد. بدین منظور، ابتدا عملگر پلاسمایی بر روی یک صفحه تخت که در شرایط هوای ساکن قرار دارد، شبیه سازی شده و نتایج با مدل مرجع اعتبارسنجی گردید. سپس به منظور کاربرد عملگر بر روی توربین باد و به دلیل حساسیت جریان و تاثیر نامطلوب حضور عملگر بر روی سطح پره ها، ایده ی اعمال آن درون سطح پره های توربین اولین بار در این پژوهش بکار گرفته شد. بدین منظور ابتدا توربین باد ابعاد واقعی530 جی بصورت دو بعدی و سه بعدی شبیه سازی و با نتایج تجربی اعتبارسنجی گردید. در آخر، عملگر پلاسما درون سطح پره های توربین عمود محور و بر روی تمام سطح آن ها بصورت متوالی و همزمان اعمال شد. نتایج نشان داد اعمال عملگر با این شرایط خاص، سبب تغییر الگوی جریان بر روی پره ی توربین باد واقعی شده و در نتیجه توان خروجی به میزان 3 درصد افزایش می یابد. آنچه حایز اهمیت می باشد این است که توان در یک توربین بادی محور عمودی مقیاس واقعی با استفاده از تکنولوژی عملگر پلاسما می تواند افزایش یابد. همچنین اعمال عملگر درون سطح پره ها تاثیر در کارایی عملگر نخواهد داشت.

    کلید واژگان: کنترل فعال، عملگر پلاسمایی، توربین باد محور عمودی مقیاس واقعی
    Hamidreza Yazdani, Mohammad Sefid *

    The present study numerically investigates the feasibility of using multiple dielectric barrier discharge multi-DBD plasma actuators inside the surface of geometry as a novel approach for active flow control over a large vertical axis wind turbine. For this reason, the plasma actuator is modeled based on Suzen Model and the results are validated. Then, a computational study is carried out on a commercial large scale vertical -axis wind turbine to examine the effect of the presence of the plasma actuator. The 530G vertical-Axis wind turbine is used as the baseline case. The plasma actuator was applied inside the surface of the blades of turbine and on all their surfaces in a sequential and simultaneous way. Plasma actuator is one of the newest devices in flow control techniques which can delay separation by inducing external momentum to the boundary layer of the flow. It is revealed that the use of multi-DBD actuators could enhance the induced velocity; this affects the pressure distribution and increases the aerodynamic torque. Consequently, an averaged power increase of 3 % was achieved. Possibility of increase in wind turbine power even in a commercial scale large turbine has been proved by flow separation control using the plasma actuation technology. In addition, the application of the plasma inside the surface of the blades will not effect on its performance.

    Keywords: Active Control, Plasma Actuator, Commercial Large Scale Vertical-Axis Wind Turbine
  • محمد نعمتی، هاجر محمدزاده، محمد سفید*

    در مطالعه حاضر، برای اولین بار، اثر جهت حرکت دیواره های محفظه ربع دایره ای شکل متخلخل بر انتقال حرارت جابجایی ترکیبی با وجود جذب/تولید حرارت یکنواخت به روش شبکه بولتزمن بررسی شده است. میدان مغناطیسی به دو صورت یکنواخت و پریودیک بر محفظه اعمال می گردد. جابجایی ترکیبی بر اثر حرکت دیواره ها در جهات مختلف به وجود می آید. نتایج نشان می دهد که افزایش عدد ریچاردسون، عدد هارتمن، ضریب جذب/تولید حرارت و کاهش ضریب تخلخل سبب کاهش عدد ناسلت متوسط می شود. با ثابت ماندن تمامی پارامترها، بیشترین مقدار عدد ناسلت متوسط مربوط به زاویه اعمال سرعت 90 درجه است که در این حالت عدد ناسلت متوسط در حدود 25 درصد بیشتر است. همچنین افزایش عدد ریچاردسون سبب کاهش تاثیر اعمال میدان مغناطیسی می شود. پریودیک اعمال کردن میدان مغناطیسی در مقایسه با اعمال یکنواخت، حدود 30 درصد انتقال حرارت بیشتری را منجر می شود. افزایش ضریب تخلخل، اثر عدد هارتمن و زاویه اعمال سرعت را افزایش می دهد. افزایش هم زمان ضریب جذب/تولید حرارت و عدد هارتمن، کاهش بیشتر عدد ناسلت متوسط را در پی دارد.

    کلید واژگان: جابجایی ترکیبی، جذب، تولید حرارت یکنواخت، روش شبکه بولتزمن، زاویه اعمال سرعت، محیط متخلخل، میدان مغناطیسی پریودیک
    Mohammad Nemati, Hajar Mohamadzade, Mohammad Sefid *

    In this paper for the first time, the effect of direction of wall movement on mixed convection in circle quarter porous enclosure with heat absorption/generation is investigated by LBM. The magnetic field is applied to the enclosure in uniform and periodic forms. Mixed convection is caused by the movement of walls at different angles. The results show that increasing the Richardson number, Hartmann number, heat absorption/generation coefficient and decrease the porosity coefficient reduce the average Nusselt number. With fixed all parameters the maximum value of the average Nusselt number is related to the 90 ° velocity angle, in which case the average Nusselt number is about 25% higher.  Increasing the Richardson number reduces the effect of the magnetic field. Periodic applied of a magnetic field results in about 30% more than uniform applied. Increasing the porosity coefficient also increases the effect of the Hartmann number and the angle of wall movement. It is observed that the simultaneous increase of the heat absorption/generation coefficient and the Hartmann number lead to a further decrease of the average Nusselt number.

    Keywords: : Uniform Heat Absorption, Generation, Mixed Convection, Lattice Boltzmann Method, Direction of wall movement, Porous Medium, Periodic magnetic field
  • صفیه عبدی نسب، اسفندیار اختیاری*، محمد سفید

    در این پژوهش روش کوپل دو طرفه  اندرکنش دو طرفه سیال با سازه برای شبیه سازی بال غشایی مورد مصرف در هواپیماهای فوق سبک ارایه شده است. به این منظور، مدلسازی عددی توسط نرم افزار Ansys و با استفاده از دو حلگر مجزا یکی برای سیال و دیگری برای سازه انجام گرفته است. برخلاف روش یک طرفه، در روش کوپل دو طرفه تغییر شکل بال غشایی در هر گام زمانی مورد توجه قرار می گیرد که باعث افزایش دقت شبیه سازی می گردد. بال غشایی از پوشش پارچه روی پلن ناکا 2418 ساخته شده است. پارچه ارتوتروپیک و غیر متخلخل در نظر گرفته شده است. تاثیر زاویه حمله، مدول یانگ و ضخامت نمونه، روی ضرایب آیرودینامیکی و تغییر شکل بال غشایی بررسی و شبیه سازی ها در عدد رینولدز105 1× انجام شد. نتایج نشان می دهد که افزایش مدول یانگ، باعث افزایش 18 درصدی ضریب برآ و کاهش 75 و 78 درصدی حداکثر جابجایی بال غشایی در جهت X و Y می گردد. افزایش ضخامت نیز، باعث کاهش 85 و 80 درصدی حداکثر جابجایی بال غشایی در جهت X و Y شد.

    کلید واژگان: اندرکنش سیال با سازه، بال غشایی، مدول یانگ، ضرایب آیرودینامیکی، ضخامت پارچه، جابجایی بال غشایی
    Safieh Abdinasab, Esfandyar Ekhtiari *, Mohammad Sefid

    In this study the strongly coupled method (two-way fluid structural interaction (FSI)) is presented to simulate the membrane wings used in ultralight aircraft. In the present study, numerical modeling is performed by commercial software ANSYS using two separate solvers one for fluid and one for structure. Unlike the one-way method, the two-way coupled method, membrane wing deformation is considered at each time step, which increases the accuracy of the simulation. The membrane wings are made of fabric covering on the naca 2418 plan. fabric is considered to be orthotropic and non-porous. Influence of angle of attack, Young's modulus and thickness of fabric on the aerodynamic coefficients and membrane wing deformation were investigated. All simulations were performed at Re=100000. The results show that increasing the Young’s modulus from 180.25 to 270 MPa reduces the maximum membrane displacement in X and Y direction by 81% and 78%, respectively. Increasing the fabric thickness from 0.4 to 0.6 mm also reduced the maximum displacement of the membrane wings in the X and Y directions by 85 and 80%, respectively.

    Keywords: Fluid structure interaction (FSI), Membrane wing, Young's modulus, Aerodynamic coefficients, Thickness of fabric, Membrane displacement
  • رضا کاوه، محمد سفید*، محسن مظفری شمسی
    در مطالعه حاضر اختلاط دو سیال با لزجت های متفاوت در یک میکرو کانال مجهز به پره نوسانی منحنی شکل به روش شبکه بولتزمن با زمان آسایش چندگانه شبیه سازی شده و اثرات شکل هندسی، سرعت و دامنه نوسان پره منحنی شکل و نسبت لگاریتمی لزجت بر بازده اختلاط بررسی شده است. اکثر مطالعات صورت گرفته، به بررسی اختلاط دو سیال کاملا یکسان پرداخته اند درصورتی که اختلاط زمانی مفهوم پیدا می کند که خواص دو سیال مخلوط شونده متفاوت باشد. همچنین در مطالعات صورت گرفته در زمینه اختلاط، پره در میکرو کانال به شکل استوانه و یا مستطیل در نظر گرفته شده است. در این تحقیق برای اولین بار از پره منحنی شکل جهت اختلاط دو سیال با لزجت متفاوت استفاده شده است. شبیه سازی در عدد رینولدز 80، عدد اشمیت 10 انجام شده و برای پره منحنی از شکل ایرفویل NASA/LANGLEY LS(1)-0417 (GA(W)-1) استفاده شده است. در بررسی اثر شکل هندسی، نتایج نشان داد که بازده اختلاط دو سیال با لزجت یکسان و متفاوت، در میکرو کانال مجهز به پره منحنی شکل بالاتر از میکرو کانال مجهز به پره مستطیل شکل است. نتایج بررسی اثر سرعت و دامنه نوسان پره بر بازده نیز نشان داد که در دامنه های نوسان بررسی شده با افزایش عدد استروهال، بازده نیز افزایش می یابد و بازده اختلاط در دامنه نوسان 5/0 در تمام اعداد استروهال بررسی شده یک مقدار بهینه را دارد. همچنین با افزایش نسبت لگاریتمی لزجت در اعداد استروهال بررسی شده، بازده کاهش می یابد و این کاهش در اعداد استروهال بالا قابل ملاحظه است.
    کلید واژگان: اختلاط، میکرو کانال، لزجت متفاوت، روش شبکه بولتزمن با زمان آسایش چندگانه، پره منحنی شکل نوسانی
    Reza Kaveh, Mohammad Sefid *, Mohsen Mozafari Shamsi
    In the present study, mixing of two fluids of different viscosities in a micro channel with an oscillating curved stirrer was simulated by MRT-LBM and the effect of geometric shape, oscillating speed and amplitude and viscosity logarithmic ratio on mixing efficiency was analyzed. Most researches in this field have studied the mixing of two same fluids but the mixing makes sense when two miscible fluids have different properties. Also in these researches, stirrers in micro channel are considered cylinder or rectangle shape. In this study, a curved stirrer was used for mixing two fluids of different viscosities in micro channel for the first time. The simulation was performed at Re=80 and Sc=10 and NASA/LANGLEY LS(1)-0417 (GA(W)-1) airfoil shape was used for curved stirrer. At the study of geometric shape, results showed that mixing efficiency of two fluids of same and different viscosities in micro channel with oscillating curved stirrer was higher than micro channel with oscillating rectangle stirrer. The results of stirrer oscillating amplitude and velocity survey revealed that increase in Strouhal number causes increase in mixing efficiency on studied oscillating amplitude and Optimum efficiency is on oscillating amplitude 0.5 on all studied Strouhal numbers. Also mixing efficiency decreases with increase of viscosity logarithmic ratio on studied Strouhal numbers and this decrease is noticeable in high Strouhal numbers.
    Keywords: Mixing, Micro channel, Different viscosities, MRT-LBM, Oscillating curved stirrer
  • مهران پارسایی، محمد سفید، علی اکبر دهقان*، آزاده جعفری، احسان ایزدپناه

    هدف پژوهش حاضر شبیه سازی جریان چندلایه از نوع هسته- حلقه درون یک کانال دوبعدی است که در آن سیال نیوتنی در هسته قرار گرفته و بوسیله سیال ویسکوپلاستیک از نوع نظم یافته بینگهام به عنوان روانکار احاطه شده است. این شبیه سازی بر اساس تکنیک حجم سیال انجام گرفته، و در نواحی اختلاط دو سیال، تنش از درونیابی هارمونیک به دست آمده است. معادلات جریان و غلظت، به روش المان طیفی گسسته سازی مکانی شده اند. طرح تصحیح سرعت، به عنوان یک الگوریتم مرتبه بالا، برای جدا سازی متغیرهای سرعت و فشار برای جریان دو فاز با روان کار ویسکوپلاستیک توسعه، داده شده است. اعمال فرضیات جریان توسعه یافته، منجر به معادله غیر خطی در ناحیه پلاستیک جریان می شود که به صورت عددی حل شده و به عنوان حل نیمه تحلیلی شناخته می شود. این حل برای اعتبار سنجی نتایج المان طیفی، در کنار کارهای گذشته، استفاده شده است. اثر پارامترهای اصلی جریان، یعنی عدد بینگهام، نسبت لزجت دو سیال و ضخامت هسته، بر افت فشار و ضخامت ناحیه تسلیم نشده مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که در عدد رینولدز ثابت، عدد بینگهام نسبت به ضخامت هسته و نسبت لزجت دو سیال، تاثیر بیشتری بر افت فشار و ضخامت ناحیه تسلیم نشده دارد. همچنین توزیع متغیرهای ثانویه، شامل لزجت ظاهری و تنش برشی، در مقطع کانال ارایه شده و نشان می دهد وجود اختلاط در مرز دو سیال در عدد پکله محدود، باعث تفاوت بین حل عددی و نیمه تحلیلی می گردد.

    کلید واژگان: روش المان طیفی، جریان هسته- حلقه، کانال دوبعدی، روانکار ویسکوپلاستیک، حل نیمه تحلیلی
    Mehran Parsaei, Mohammad Sefid, AliAkbar Dehghan *, Azadeh Jafari, Ehsan Izadpanah

    The aim of this research is the simulation of multi-layer flows of the core-annular type in a 2-dimensional channels, in which the Newtonian fluid in the core is surrounded by a viscoplastic fluid of the regularized Bingham type as a lubricant. This simulation is based on the volume of fluid technique and in the mixing regions of the two fluids, the stress is achieved by harmonic interpolation. Flow and concentration equations are discretized spatially by spectral element method. The velocity correction scheme, as a high order algorithm, is developed for splitting the velocity and pressure variables for the viscoplastically lubricated two phase flow. Applying the developed flow considerations leads to a nonlinear equation in the plastic region of the flow, which is solved numerically and is called semi-analytic solution. This solution, along with previously published works, is used to validate the spectral element results. The effect of the main parameters of the flow, i.e. Bingham number, viscosity ratio and core thickness on the pressure drop and un-yielded region thickness is evaluated. The results show that, for constant Reynolds number, the Bingham number is the most effective parameter on the pressure drop and un-yielded region thickness, respect to the core flow thickness and viscosity ratio. Also the profiles of secondary variables, including apparent viscosity and shear stress, across the channel section is presented and show that in the interface of the fluids, there is a difference between numerical and semi-analytic solutions due to the mixing of the two fluids.

    Keywords: Spectral Element Method, Core-Annular Flow, Two-Dimensional Channel, Viscoplastic lubricant, Semi-Analytic Solution
  • عرفان نعمت الهی، محمد سفید*
    در این شبیه سازی ، رفتار اختلاط دو سیال آب و اتانول با چگالی و لزجت متفاوت در پنج گونه T میکرومیکسر به صورت عددی مطالعه شده است. پنج هندسه موردپژوهش عبارت اند از: هندسه های 1 و 2 که به ترتیب Tمیکرومیکسرهای چندگانه با ورودی های ناهمراستا در یک صفحه و دو صفحه و هندسه های 3، 4 و 5 به ترتیبT میکرومیکسر چندگانه ، T میکرومیکسر دوگانه وT میکرومیکسر راشامل می شوند. مدل سازی عددی با استفاده کد تجاری دینامیک سیالات محاسباتی انسیس فلوینت18، در عدد اشمیت 752.26 و در محدوده ی اعداد رینولدز 1 تا 200 شامل شش عدد رینولدز متفاوت انجام شده است.در محدوده ی جریان خزشی نیروی لزجت و در محدوده جریان آرام (غیرخزشی) بی نظمی جریان عوامل اصلی ایجاد اختلاط بوده است. در میکرومیکسرهای دوگانه و چندگانه به ترتیب دو و سه نوع ترتیب قرارگیری برای دو سیال در ورودی ها بررسی و نوع دارای راندمان بالاتر در اختلاط مشخص شده است. اعتبارسنجی پژوهش حاضر با نتایج مطالعه عددی کورتس کی روش و همکاران انجام شده است.نتایج اختلاط به ازای انواع جریان خاص در میکرومیکسرهای چندگانه و دوگانه با تنها نوع جریان در T میکرومیکسر مقایسه شده است. نتایج بیانگر این است که شاخص اختلاط و افت فشار علاوه بر تعداد ورودی های میکرومیکسر، تابع نحوه قرارگیری آن نیز می باشد و همچنین به ازای هندسه های دارای بیش از دو ورودی تابع ترتیب قرارگیری دو سیال در ورودی ها نیز است. بیشترین شاخص اختلاط که برابر 0.4878 بوده، به ازای 1=Re و جریان نوع 1 در T میکرومیکسر چندگانه مشاهده شده است.
    کلید واژگان: بررسی عددی، Tمیکرومیکسرهای دوگانه و چندگانه، شاخص اختلاط، ناهمراستا، افت فشار
    Erfan Nematollahi, Mohammad Sefid *
    In this simulation mixing behavior of two fluids water and ethanol with various density and viscosity mixing in 5 types of T-micromixers numerically has been studied. The five Geometries under research are: 1 and 2 geometries are Multiple T-micromixer with non-aligned inputs in one and two plane respectively, and the 3, 4 and 5 geometries are included Multiple T-micromixer, double T-micromixer and T-micromixer. Simulation has been performed using computational fluid dynamics commerical code of Ansys fluent 18 at Schmidt number of 752.26 for 6 different Reynolds number in range of 1 to 200. In creeping flow range viscosity force and in laminar flow (non-creeping) the chaotic of flow was the main mixing factors for all studied geometry. For double T-micromixer and multiple T-micromixers two and three different types for input fluids respectively investigated and the most efficient mixing type has been specified. Cortes-Quiroz et al numerical results used for validation present investigation. Mixing results compared for specific flow types in double and multiple micromixers with single flow type in T-micromixer. The results show mixing index and pressure drop are function of inputs’ number and position also for geometries with more than two inputs, types of input fluids have effect on these parameters.maximum mixing index which was 0.4878 has been observed using flow 1 in Multiple T-micromixer at Re= 1
    Keywords: Numerical study-Double, multiple T-micromixers, non-aligned, Pressure drop
  • محمد نعمتی*، محمد سفید، احمدرضا رحمتی

    در کار حاضر، اثر میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی با استفاده از روش شبکه بولتزمن شبیه سازی شده است. دیواره عمودی سمت چپ محفظه در دمای ثابت گرم و دیواره عمودی سمت راست محفظه دارای سه شرط مرزی دمایی مختلف (1- دمای ثابت سرد، 2- دمای خطی و 3-دمای ثابت گرم) است. دو دیواره دیگر محفظه در دمای ثابت سرد قرار دارند. مانعی لوزی شکل که در مرکز محفظه قرار دارد در چهار حالت مختلف (1- سرد، 2- رسانا، 3- آدیاباتیک و 4- گرم) بررسی می شود. همچنین دیواره پایینی محفظه در سه شیب متفاوت مورد ارزیابی قرار می گیرد. تاثیر پارامترهای عدد رایلی، عدد هارتمن، شیب دیواره، شرط مرزی دمایی مختلف دیواره و مانع لوزی شکل، بر روی انتقال حرارت جابجایی طبیعی بررسی شده است. نتایج نشان می دهد با ثابت ماندن تمامی پارامترها، افزایش شیب دیواره و عدد رایلی منجر به افزایش انتقال حرارت می شود. با تغییر شرایط مرزی دمایی دیواره ها و مانع می توان بر روی میزان انتقال حرارت تاثیرگذار بود. بعلاوه افزایش قدرت میدان مغناطیسی سبب کاهش عدد ناسلت متوسط می شود که این تاثیر در شرایط مختلف، متفاوت است.

    کلید واژگان: جابجایی طبیعی، روش شبکه بولتزمن، شرط مرزی دمایی مختلف، شیب دبواره متفاوت، میدان مغناطیسی
    Mohammad Nemati *, Mohammad Sefid, AhmadReza Rahmati

    In this article, the magnetic field effect on the natural convection heat transfer is simulated via LBM. The vertical wall of the left side of the cavity is at a constant hot temperature, while the vertical wall of the right side of the cavity has three different temperature boundary conditions, 1) constant cold temperature, 2) linear temperature and 3) constant hot temperature. A lozenge-shaped obstacle located in the center of the cavity is examined in four different modes, 1) cold, 2) conducting, 3) adiabatic, and 4) hot. The bottom wall of the cavity is also evaluated in three different slopes. The results show that increasing the slope of the wall and the Rayleigh number by unchanged all the parameters leads to an increase in heat transfer. Also, changing the boundary temperature of the walls and the obstacle can affect the amount of heat transfer. In addition, increasing the strength of the magnetic field reduces the average Nusselt number, which differs in different conditions.

    Keywords: Natural convection, lattice boltzmann method, Various temperature boundary condition, Wall slope different, magnetic field
نمایش عناوین بیشتر...
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال