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 taeibi rahni

  • رضا حربی منفرد*، محمد طیبی رهنی، مسعود زارع
    الگوگیری از بال پرندگان و نحوه ی پرواز آن ها از دیرباز موضوعی جذاب برای بشر بوده است. در سالیان اخیر به دلیل پیدایش برخی مواد و عملی کردن الگوگیری از پرواز پرندگان، بال های شکل پذیر تغییر شگرفی در موضوعات علمی پیرامون وسایل نقلیه ی هوایی ایجاد کرده اند. مطالعه ی عددی آیرودینامیکی و هواصوتی یکی از حالات شکل پذیری (پیچش حول محور طولی) این نوع بال ها هدف این مطالعه، بررسی پارامترهای آیرودینامیکی و هواصوتی یک بال شکل پذیر در حالت پیچش  برای یک هندسه ی شبیه به پهپاد شاهد- 129 می باشد. از دیگر اهداف، معرفی یک روش نوین با استفاده از محرک ها برای تغییرشکل بال مورد نظر است. برای این منظور، علاوه بر حل معادلات متوسط گیری رینولوز شده ی حاکم بر جریان مغشوش، برای محاسبه تنش های رنیولوز ظاهر شده در این معادلات، با فرض لزجت گرایی بوزینسک(Boussinesg) ،  از مدل اغتشاشی k- ω- SST برای تعیین لزجت مغشوش بهره گرفته شده است. این معادلات با استفاده از نرم افزار تجاری فلوینت ویرایش... حل گردیده اند. نتایج شبیه سازی بیان گر آن است که با افزایش زاویه ی پیچش و زاویه ی حمله تا 15 درجه، ضریب برآ و پسا افزایش می یابند. همچنین، در زاویه حمله های یکسان، با افزایش زاویه ی پیچش، رشد گردابه ها زیادشده و منجر به افزایش کم ضریب برآ در زوایای پیچش بالا می شود.
    کلید واژگان: آیرودینامیک، هواصوتیات، بال، شکل پذیری، پهپاد، اکچویتور
    Reza Harbi Monfared *, Mohammad Taeibi Rahni, Masoud Zareh
    Inspiring from bird’s wings and flights has long been a fascinating subject. In recent years, due to advent of materials and implementation of bird’s flights, use of morphing wings have created considerable changes in scientific issues related to air vehicles. In this article, for the first time, aerodynamic and aeroacoustic studies of a type of (twist) morphing wing are performed. The main pupose of this article is to numerically investigate aerodynamics and aeroacoustics of a twisted morphing wing for a geometry similar to Shahed- 129 UAV. In the manufaturing part of this article, a new method is introduced, which uses actuators to change the wing’s shape. In this article, k- ω- SST modeling for turbulent flow and Fluent software were used. Our results show that with increase of twist angle and attack angle of up to 15 degrees, both lift and drag increase. In addition, at the same angle of attack, for high twist angles, increasing twist angle increases the growth of vortices, causesing a small increase in lift coefficient.
    Keywords: Aerodynamics, Aeroacoustics, Morphing, Wings, Drone, Actuators
  • Mohammad Salimi *, Mohammad Taeibi Rahni, Abolfazl Amiri Hezaveh, Mehdi Zakyani Rodsari
    In present research, the interaction between single liquid droplet with particles inside a porous media is investigated numerically in two dimensions. The He’s model is used to simulate two phase flow and multiple relaxation time collision operator is implemented to increase numerical stability. Simulations have performed in three non-dimensional body forces of 0.000108, 0.000144, 0.000180, porosity values of 0.75, 0.8, 0.85 and Ohnesorge range of 0.19-0.76. In the range of investigated non-dimensional parameters, two distinct physics of droplet trapping and break up have observed. The related results revels that for every values of investigated non-dimensional body forces and porosity, there is a critical Ohnesorge number that droplet breaks up occurs for larger values. This critical value decreases as non-dimensional body force and porosity increases. Based on these results, a droplet trapping or break up behavioral diagram is drown with respect to the investigated density ratio, Ohnsorge, Reynolds and Capilary numbers.
    Keywords: Porous media, Pore-scale, Two-phase flow, Droplet, Lattice Boltzmann Method
  • یاسر جعفری، محمد طیبی رهنی، محمدرضا سلیمی، رینهارد میلر

    در مقاله حاضر روش های شبیه سازی جریان چندفازی در حضور سورفکتانت ها  در 3 دسته مبتنی بر ناویر-استوکس،  تابع توزیع و مبتنی بر نیروهای بین مولکولی طبقه بندی و هر یک جداگانه تشریح شده است. روش های مبتنی بر ناویر-استوکس در دو دسته روش های ردیابی سطح مشترک و روش های صید سطح مشترک قرار می گیرند. روش های مبتنی بر نیروهای بین مولکولی به عنوان روش های ذره مبنا و با دیدگاه لاگرانژی در برخورد با میدان جریان عمل می کنند. مدل های پرکاربرد در روش های مبتنی بر تابع توزیع  نیز در انتها معرفی شده اند. گستره وسیعی از روش های عددی انتخاب های زیادی را پیش روی پژوهشگران قرار داده است. شناخت و درک قابلیت ها و جزییات این روش ها کمک خواهد کرد تا با توجه به امکانات سخت افزاری، مناسب ترین روش عددی انتخاب و نتایج قابل اعتماد و مقرون به صرفه ای حاصل شود.

    کلید واژگان: سورفکتانت ها، جریان سیالات چندفازی، ناویر-استوکس، روش دینامیکی مولکولی، روش شبکه بولتزمن
    Yaser Jafari, MohammadTaeibi Rahni, MohammadReza Salimi, Reinhard Miller

    In this article, the simulation methods of multiphase flow in the presence of surfactants are classified into 3 categories based on Navier-Stokes, distribution function, and based on intermolecular forces, and each one is described separately. Navier-Stokes-based methods fall into two categories: interface tracking methods and interface capture methods. Methods based on intermolecular forces act as particle-based methods with a Lagrangian perspective in dealing with the flow field. The widely used models in the methods based on the distribution function are also introduced at the end. A wide range of numerical methods has put many choices in front of researchers. Knowing and understanding the capabilities and details of these methods will help to select the most appropriate numerical method and obtain reliable and cost-effective results according to the hardware facilities.

    Keywords: Surfactants, Multiphase flow, Navier-Stokes, Molecular Dynamics Method, Lattice Boltzmann Method
  • یاسر جعفری، محمد طیبی رهنی، محمدرضا سلیمی*، رینهارد میلر

    در این مقاله مواد فعال سطحی (سورفکتانت ها) و تاثیر آن بر جریان سیالات چند فازی مورد مطالعه قرار گرفته است. ابتدا نحوه عملکرد سورفکتانت ها بیان شده است. بدین منظور، تعاریف تنش سطحی و نحوه تغییر آن در حضور سورفکتانت ها بررسی شده است. همچنین، فیزیک توزیع سورفکتانت ها در جریان چندفازی و جذب و دفع آن در سطح مشترک گزارش شده است. تغییرات فیزیکی سطح مشترک دوفاز به دلیل حضور سورفکتانت ها از طریق تعادل نیروها و تغییر در تنش سطحی و تعریف اثر مارانگونی بررسی شده است. انواع سورفکتانت ها و خواص آن ها بیان شده است. در نهایت کاربردهای مهم سورفکتانت ها در صنعت و زندگی روزمره با جزییات ذکر شده است. این بررسی نشان می دهد که سورفکتانت ها به عنوان یکی از عوامل موثر بر جریان چندفازی نیاز به مطالعه روز افزون دارد. شناخت بهتر این مواد می تواند در دستکاری و بهینه سازی کاربردهای دارای جریان سیال چندفازی بسیار مفید باشد.

    کلید واژگان: مواد فعال سطحی، سورفکتانت ها، جریان سیالات چندفازی، تنش سطحی، اثرات مارانگونی، انواع، کاربردها
    Yaser Jafari, Mohammad Taeibi Rahni, Mohammad Reza Salimi*, Reinhard Miller

    In this article, Surface Active Agents (Surfactants) and its effect on the Multiphase Flow have been studied. First, the functioning of surfactants has been explained. For this purpose, the definitions of surface tension and how it changes in the presence of surfactants have been investigated. Also, the physics of surfactant distribution in multiphase flow and its absorption and repulsion at the interface have been reported. The physical changes of the two-phase interface due to the presence of surfactants have been investigated through the balance of forces and the change in surface tension and the definition of the Marangoni effect. Types of surfactants and their properties are stated. Finally, the important applications of surfactants in industry and daily life are mentioned in detail. This review shows that surfactants as one of the effective factors on multiphase flow need to be studied more and more. A better understanding of these materials can be very useful in manipulating and optimizing multiphase flow applications. 

    Keywords: Surface active agents, Surfactants, Multiphase flow, Surface tension, Marangoni effects, Types, Applications
  • علیرضا نایبی، محمد طیبی رهنی*
    نازل آچیون به عنوان یکی از روش های کنترل سیالی بردار رانش توسعه پیدا کرده است. قبلا در یک دبی جرمی ورودی و در رژیم های خاصی از جریان بررسی شده است. لذا، موقعیت قرار گیری سپتوم نسبت به دهانه خروجی نازل و تاثیرات آن بر ساختار جریان و میزان بردار رانش و به خصوص ایجاد شوک در نازل بررسی نشده است. در این پژوهش، چندین دبی جرمی ورودی و همچنین چند موقعیت قرارگیری سپتوم متفاوت (نسبت به گلوگاه خروجی نازل) بررسی شده و تاثیر آنها بر ساختار جریان، میزان بردار رانش و همچنین محدوده بروز شوک در نازل آچیون مطالعه شده است. جریان به صورت آشفته، دوبعدی، ایستگاهی و تراکم پذیر در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم بر جریان معادلات ناویر-استوکس میانگین گیری شده رینولدز بوده و برای بستن آنها از مدل آشفتگی دو معادله ای k-ε استاندارد استفاده شده است. معادلات فوق با روش حجم محدود فشار مبنا در یک شبکه عددی با سازمان غیریکنواخت حل شده اند. پس از بررسی استقلال حل از شبکه و اعتبارسنجی ، اثر اعداد ماخ، رینولدز و موقعیت قرارگیری سپتوم، بررسی شده و زاویه بردار رانش آچیون بدست آمده است. برابر نتایج حاصله، افزایش دبی ورودی و به طبع آن افزایش عدد رینولدز موجب افزایش زاویه بردار رانش می گردد. در دبی جرمی ورودی kg/s16، در گلوگاه خروجی نازل شوک قایم و متقارن تشکیل شده و با افزایش دبی جرمی ورودی زاویه بردار رانش نازل کاهش می یابد. از طرفی، با کاهش فاصله نوک سپتوم از گلوگاه خروجی نازل در دبی جرمی ثابت، میزان زاویه بردار رانش افزایش می یابد.
    کلید واژگان: نازل آچئون، سپتوم، اثر کواندا، کنترل بردار رانش
    Alireza Nayebi, Mohammad Taeibi Rahni *
    ACHEON nozzle is a thrust vectoring control device in which interaction of two jet flows under the influence of Coanda effects is implemented. The effects of inlet mass flow rate and the position of septum (relative to nozzle outlet) on flow structure, thrust vectoring, and shock formation have not been paid enough attention in previous studies. However, in this study, different mass flow rates and various positions of the septum were investigated. Flow was considered turbulent, two-dimensional, stationary, and compressible and RANS approach with standard k-ε model was implemented. The equations were solved using a pressure-based finite volume method on a structured computational grid. Using different Mach and Reynolds numbers and also various positions of the septum, thrust vectoring angle, flow structure, and nozzle shock position were studied. Our results show that with increasing inlet mass flow rate, thrust vectoring angle increases. It is noted that at a certain mass flow rate, a normal shock wave is formed in the nozzle. Also, except at this special mass flow rate (with shock wave), increasing inlet mass flow rate leads to increasing thrust vectoring angle. In addition, reducing the distance between the septum tip and the nozzle outlet increases thrust vectoring angle.
    Keywords: ACEON Nozzle, Septum, Coanda effect, Thrust vectoring
  • سیده کوکب گوهریان، محمد طیبی رهنی*

    گسترش ناگهانی کووید-19 در جهان توجه همگان را به خود جلب نموده است. بعلاوه، به دلیل ناشناخته بودن و عدم وجود روش های درمانی قطعی، توصیه سازمان جهانی بهداشت و سایر نهادهای درمانی مبنی بر ارایه راهکارهای غیردارویی جهت کنترل این ویروس می باشد. در همین راستا، یکی از روش های پیشنهادی استفاده از ماسک در طول دوران این همه گیری جهانی بعنوان ابزاری جهت کنترل پخش قطرات تنفسی می-باشد. لذا، در این مقاله ابتدا به بررسی فرآیندهای تنفسی مانند تنفس، صحبت، عطسه و سرفه از دیدگاه مهندسی و نقش آن در انتشار ویروس پرداخته شده است. بعلاوه، با کمک علم مکانیک سیالات عددی نحوه تشکیل قطرات تنفسی و عملکرد آنها در انتقال بیماری های واگیردار تنفسی مورد بررسی قرارگرفته است. سپس، به ضرورت استفاده از ماسک و نقش آن در کاهش انتقال ویروس پرداخته شده -است.

    کلید واژگان: جریان جت آشفته چندفازی، فرآیندهای تنفسی، آیروسل، کووید-19، ماسک
    Seyyedeh Kokab Goharain, Mohammad Taeibi Rahni *

    The sudden spread of Covid-19 in the world has attracted everyone's attention. In addition, due to the unknown and lack of definitive treatment methods, the World Health Organization and other medical institutions recommend non-pharmacological solutions to control the virus. In this regard, one of the proposed methods is to use masks during this global epidemic as a tool to control the spread of respiratory droplets. Therefore, in this paper, we first examine respiratory events such as breathing, talking, sneezing, and coughing from an engineering perspective and their role in the spread of the virus. In addition, with the help of numerical fluid mechanics, the formation of respiratory droplets and their function in the transmission of infectious respiratory diseases have been studied. Then, the necessity of using a mask and its role in reducing the transmission of the virus is discussed.

    Keywords: Turbulent Jet Flow, Respiratory Events, Aerosol, COVID-19, Mask
  • محمد طیبی رهنی *، مجتبی شیدا، وحید اصفهانیان
    در این تحقیق، واکنش کاتالیستی گاز در راکتور بستر ثابت مورد بررسی عددی قرار گرفته است. در این فرآیند، جریان گاز از درون یک محیط متخلخل که سطوح آن از فلز کاتالیست مس پوشانیده شده عبور نموده و واکنش شیمیایی در مجاورت سطوح محیط متخلخل رخ می دهد. در این کار پژوهشی، سیال عامل ایزوپروپانول گازی بوده که طی یک فرآیند گرماگیر در کجاورت کاتالیست به هیدروژن و استون تبدیل می شود. از جمله پارامترهای مورد ارزیابی در این تحقیق سطح مخصوص و ناهمگونی اجزاء تشکیل دهنده محیط متخلخل می باشند. این بررسی در ضریب تخلخل یکسان و با استفاده از روش شبکه بولتزمن شبیه سازی شد و پارامترهای نسبت تبدیل واکنش دهنده و افت فشار ایجاد شده در اعداد رینولدز مختلف مورد ارزیابی و بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که در راکتور با سطح مخصوص بیشتر، با افزایش عدد رینولدز، نسبت تبدیل واکنش دهنده به فرآورده نیز افزلیش (تقریبا یک مرتبه) می یابد. اما با افت فشار بیشتری (تقریبا 5 برابری) نیز مواجه می شود. همچنین، گرادیان دمایی در راکتور با سطح مخصوص بیشتر، یکنواخت تر و افت دمایی آن نیز بیشتر می باشد. پارامتر ناهمگونی اجزاء نیز در دو راکتور با چیدمان کوچک به بزرگ و بزرگ به کوچک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج افت فشار نشان داد که هر دو راکتور از وضعیت یکسانی پیروی می کنند، اما نسبت تبدیل واکنش دهنده با افزایش عدد رینولدز در راکتور با ساختار بزرگ به کوچک، اندکی بیشتر می باشد.
    کلید واژگان: سطح مخصوص، ناهمگونی اجزاء، محیط متخلخل، واکنش شیمیایی سطحی، روش شبکه بولتزمن
    Mohammad Taeibi-Rahni *, Mojtaba Sheida, Vahid Esfahanian
    In current research, surface reaction phenomena in several packed bed reactors have been considered. Flow field through several fractal Sierpinski carpet porous media have been simulated by LBM. The endothermic Isopropanol dehydrogenization reaction has been considered as basic reaction mechanism and two major parameters of non-homogeneity and specific area in catalytic surface reaction have been investigated. To validate our numerical method, the obtained results have been compared to a recent benchmark study and adopted very well. Also, in both cases the porosity factor retained constant (ε=0.79). The results shown that, by three times increase in specific area, the reactant conversion rate is increased significantly (approximately one order of magnitude), and the pressure drop increased (nearly 5 times), too. Also, to consider non-homogeneity arrangement, the particle arrangements from small to large and large to small have been considered. In both, the pressure drop is approximately the same. At low Re, reactant conversion of both arrangement are the same but by increasing of Re, the packed bed reactor with large to small arrangement has a little more reactant conversion.
  • پویان رامیان، محمد طیبی رهنی، آرمن آدامیان
    در این مقاله، انتقال حرارت جابجایی طبیعی نانوسیال در حضور میدان مغناطیسی یکنواخت بین محفظه مربعی و سیلندر داخلی، با روش شبکه بولتزمن شبیه سازی شده است. سیلندر داخلی در سه شکل مربعی، لوزی و دایره ای مورد بررسی قرار گرفته است. دیواره های محفظه مربعی در دمای ثابت سرد و سیلندر داخلی در دمای ثابت گرم قرار دارند. در شبیه سازی انجام گرفته، میدان جریان، دما و مغناطیس با حل همزمان توابع توزیع جریان، دما و مغناطیس محاسبه شده است. آرایش شبکه D2Q9 برای هر سه تابع توزیع استفاده شده است. نتایج حاصله به خوبی حرکت جریان سیال و توزیع دمای در فضای بین محفظه و سیلندر را نشان می دهد. صحت شبیه سازی با استفاده از مقایسه نتایج با تحقیقات معتبر گذشته بررسی شده است، که تطابق خوب نتایج نشان دهنده دقت بالای کد کامپیوتری نوشته شده، می باشد. مطالعه جامع پارامتری بر حسب تاثیر اعداد رایلی، هارتمن، کسر حجمی و جنس نانوذرات مختلف بر روی انتقال حرارت جابجایی طبیعی بررسی شده است. نتایج بیانگر این است که، برای هر سه هندسه در کسر حجمی و جنس نانوذرات مشخص، با ثابت بودن عدد رایلی و افزابش عدد هارتمن انتقال حرارت کاهش می یابد. همچنین در این حالت در عدد هارتمن ثابت و با افزابش عدد رایلی، انتقال حرارت افزایش می یابند. برای انتخاب هندسه مناسب جهت انتقال حرارت بهینه باید به عدد رایلی و هارتمن توجه داشت. با تغییر کسر حجمی و جنس نانوذرات با تغییر خواص ترموفیزیکی نانوسیال می توان مستقیما بر روی انتقال حرارت تاثیرگذار بود.
    کلید واژگان: روش شبکه بولتزمن، جابجایی طبیعی، نانوسیال، میدان مغناطیسی
    Pouyan Ramian, Mohammad Taeibi Rahni, Armen Adamian
    In this paper, natural convective heat transfer of nanofluids in a uniform magnetic field between the square cavity and inner cylinder, was simulated via Lattice Boltzmann Method. The inner cylinder in square shape, diamond, and circular has been examined. Square cavity walls and inner cylinder surfaces are at a constant cold and warm temperature, respectively. The flow, temperature, and magnetic field is calculated with solving flow, temperature, and magnetic distribution functions simultaneously. D2Q9 lattice arrangement for each distribution function is used. The results clearly show the behavior of fluid flow and heat transfer between the cavity and the cylinder. The results have been validated with available valid results showing relatively good agreement. The effects of Rayleigh number, Hartmann number, void fraction and type of nanoparticles on natural convective heat transfer are investigated. This study shows that for all three geometries used with the same void fraction, type of nanofluid, and Rayleigh number, natural convective heat transfer decreases with Hartmann number. Also, when Hartmann number was had fixed, natural convective heat transferwas increased with Rayleigh number. Thus, to select the right geometry for optimum natural convective heat transfer, our needs to pay special attention to Hartmann and Rayleigh numbers. In addition, viod fraction and type of nanofulid can affect heat transfer directly.
    Keywords: Lattice Boltzmann Method (LBM), Natural Convection Heat Transfer, Nanofluids, Magnetic Field
  • حورا آبده کخا، محمد طیبی رهنی، مهدی رمضانی زاده
    مسئله تخلیه جت در جریان عرضی، یکی از مسائل پرکاربردی است که همواره در تحقیقات مختلف علمی و مهندسی مورد تحلیل و مطالعه قرار گرفته است. شناسایی سازوکار تولید صدا توسط این جریان مسئله مهمی است که کم تر مورد توجه قرار گرفته است. لذا در این تحقیق، میدان جریان و میدان صوتی حاصل از تزریق یک جت در جریان عرضی به صورت دو بعدی با استفاده از روی کرد شبیه سازی گردابه های بزرگ و الگوی زیرشبکه ای اسماگورینسکی شبیه سازی شده اند. مسئله در سه نسبت سرعت مختلف، در عدد رینولدز جت ثابت مورد بررسی قرار گرفته است. برای گسسته سازی مشتق های مکانی از روش فشرده مرتبه شش و برای انتگرال گیری زمانی از روش رونگ - کوتای مرتبه چهار استفاده شده است. به منظور اطمینان از صحت عملکرد کد عددی تدوین شده، مسائل مختلف و متنوعی با استفاده از آن شبیه سازی و نتایج حاصل با نتایج عددی و تجربی موجود مقایسه شده است. با استفاده از تبدیل فوریه تاریخچه فشار، بسامد های اصلی حاکم بر میدان صوتی در نقاط مختلفی در بالادست و پائین دست جت تعیین و بررسی شده اند. مشاهده شد که میدان صوتی این جریان تک مدی نبوده و چند مدی است. علاوه بر این، مدهای مختلف در بازه های زمانی مختلف فعال و غیرفعال می شوند. هم چنین، با تغییر نسبت سرعت جت به جریان عرضی، ساز و کار تولید امواج صوتی و اندازه بسامدهای بی بعد حاکم بر میدان صوتی تغییر می کنند.
    کلید واژگان: تخلیه جت، جریان عرضی، میدان صوتی، شبیه سازی گردابه های بزرگ، تاریخچه فشار، تبدیل فوریه
    Hura Abdeh Kakha, Mohammad Taeibi Rahni, Mehdi Ramezanizadeh
    Jet injection into a cross flow is a highly applicable problem which has been analyzed and studied in different scientific and engineering research fields. A significant problem which has attracted less attention is sound generation of jet injection flow. So flow and acoustic fields of this problem is studied by a two-dimensional large eddy simulation approach and the Smagorinsky model. This study was conducted for three different velocity ratios at constant jet Reynolds number. Spatial temporal discretizations were performed using the sixth order compact and the fourth order Runge-Kutta methods, respectively. Code verification was performed using several different problems and the obtained results were compared with the available numerical and experimental results. Main dominant frequencies of the acoustic field were obtained and investigated by applying the pressure history Fourier transform at different locations upstream and downstream of the jet. A multi-mode rather than a single-mode acoustic field was observed. In addition, various modes are activated and inactivated at different time intervals. Also, by varying the ratio of jet velocity to cross flow velocity, the sound generation mechanism and the non-dimensional frequencies that dominate the acoustic field change as well.
    Keywords: Jet injection, Cross flow, Acoustic field, Large eddy simulation, Pressure history, Fourier transform
  • محمدرضا سلیمی، محمد طیبی رهنی، مهدی رمضانی زاده، روزبه فرهادی آذر
    در این تحقیق، اثرات اختلاف چگالی بین جریان عرضی داغ و جت خنک کننده بر سطح آشفتگی جریان و اثربخشی خنک کاری لایه ای، در نسبت سرعت های مختلف، مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور، یک برنامه رایانه ای توسعه داده شده که با استفاده از روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل به شبیه سازی جریان روی یک شبکه چند بلوکی، غیر یکنواخت و جابجا شده می پردازد. از سه مدل آشفتگی استاندارد، انتقال تنش برشی و استفاده شده است. شبیه سازی ها برای سه نسبت چگالی 5/0، 1 و 2، در سه نسبت سرعت 5/0، 1 و 2 انجام شده است. نسبت دمای بین جت و جریان عرضی و عدد رینولدز جت نیز، به ترتیب برابر با 5/0 و 4700 در نظر گرفته شده است. مقایسه ی نتایج به دست آمده نشان از تاثیرات چشمگیر نسبت چگالی بر انرژی جنبشی آشفتگی بخصوص در نواحی نزدیک به دیواره دارد. بنابراین، ضریب انتقال حرارت جابجایی می تواند تا حدود زیادی توسط نسبت چگالی تحت تاثیر قرار بگیرد. همچنین، نسبت چگالی بین جت و جریان عرضی، تاثیرات چشمگیری بر میزان نفوذ و گسترش جت در جریان عرضی، در هر سه جهت محوری، عمودی و جانبی دارد. علاوه بر این، در نسبت سرعت پایین (5/0)، افزایش نسبت چگالی موجب کاهش اثربخشی میانگین گیری شده در جهت جانبی می شود. در حالی که در نسبت سرعت بالاتر (0/2)، با افزایش نسبت چگالی، اثربخشی خنک کاری میانگین افزایش می یابد.
    کلید واژگان: جت در داخل جریان عرضی، نسبت سرعت، نسبت چگالی، انرژی جنبشی آشفتگی، مدل های آشفتگی مختلف، توربین های گازی
    Mohammad Reza Salimi, Mohammad Taeibi Rahni, Mehdi Ramezanizadeh, Roozbeh Farhadi Azar
    In this research، effects of density differences between a hot cross flow and injected coolant fluid on the flow hydrodynamics and film cooling effectiveness at different velocity ratios were computationally investigated. A computer code was developed using finite volume method and the SIMPLE algorithm on a multi-block، non-uniform staggered grid. Three different turbulence models (standard and SST versions of and) were applied. The simulations were performed at three density ratios of 0. 5، 1، and 2، and three different velocity ratios of 0. 5،1، and 2. The jet into cross flow temperature ratio and the jet Reynolds number were 0. 5 and 4700، respectively. Comparing the obtained results showed that the density ratio effects on the turbulent kinetic energy، especially in the near wall region، is noticeable. Therefore، the convection heat transfer coefficient can be greatly affected by the density ratio. In addition، the density ratio has significant effects on the jet into cross flow penetration in all three directions (streamwise، normal، and spanwise). Moreover، at low velocity ratio (0. 5)، increasing the density ratio reduces the spanwise averaged film cooling effectiveness. At higher velocity ratio (2. 0)، as the density ratio increases، the spanwise averaged cooling effectiveness increases.
  • روزبه فرهادی آذر، مهدی رمضانی زاده*، محمد طیبی رهنی، محمدرضا سلیمی

    در تحقیق حاضر، به بررسی اثرات اختلاف نسبت دمش(نسبت سرعت) بین جت های مهارکننده ی کوچک و جت اصلی در طرح جت های سه گانه بر اثربخشی خنک کاری لایه ای و تحلیل هیدرودینامیک جریان پرداخته شده است. این اختلاف نسبت دمش به گونه ای تنظیم شده که دبی کل سیال خنک با حالت جت های سه گانه ساده یکسان باشد. جت های سه گانه به صورت عمودی وارد جریان عرضی شده و نسبت دمای جت های خنک کننده به جریان عرضی داغ و عدد رینولدز کل جت ها به ترتیب برابر 5/0 و 4700 می باشد. روش عددی به کار رفته بر مبنای حجم محدود استوار بوده و از الگوریتم سیمپل بر روی یک شبکه ی چند بلوکه و جابه جا شده، با سازمان، و غیر یکنواخت استفاده شده است. شبیه سازی عددی برای سه نسبت سرعت جت های مهارکننده به جت اصلی صورت گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که وقتی نسبت سرعت مذکور بیشتر از یک باشد، اثربخشی خنک کاری افزایش می یابد ولی در حالتی که این نسبت سرعت کمتر یک است، شاهد کاهش اثربخشی خنک کاری هستیم. به دلیل پیچیدگی زیاد جریان (ناشی از اندرکنش سه جت با جریان عرضی) و وابستگی زمانی ساختارهای گردابه های تشکیل شده، از رهیافت شبیه سازی گردابه های بزرگ برای تحلیل دقیق تر جریان استفاده شده است.

    کلید واژگان: جت های سه گانه، نسبت دمش، شبیه سازی گردابه های بزرگ، مدل اسماگورینسکی
    Roozbeh Farhadi Azar, Mehdi Ramezanizadeh, Mohammad Taeibi Rahni, Mohammad Reza Salimi

    In this research، effects of blowing ratio (velocity ratio) difference between the controlling small jets and the main jet in the compound triple jets arrangement on the film cooling effectiveness and the flow hydrodynamics are investigated. This blowing ratio difference was selected such that the total mass flow rate of the cold flow becomes equal to that of the simple compound triple jets. The triple jets are inclined normally into the cross flow and the cooling jets to the hot cross flow temperature ratio and the jets Reynolds number are 0. 5 and 4700، respectively. The numerical approach is based on the finite volume and the SIMPLE algorithm over a multi-block، staggered، structured and non-uniform grid arrangement was applied. The numerical simulations are performed for three controlling jets to main jet velocity ratios. The obtained results show that when the velocity ratio is higher than unity، the film cooling effectiveness increases، while it decreases when the velocity ratio is less than unity. Due to high complication of the flow (results from interaction of three jets with the cross flow) and time dependency of the introduced vortex structures، the large eddy simulation approach was used to investigated the flow more accurately.

    Keywords: Triple Jets, Blowing Ratio, Large Eddy Simulation Approach, Smagorinsky Model
  • علیرضا نادری*، مسعود دربندی، محمد طیبی رهنی
    در این تحقیق ضمن معرفی کوتاه یک آلگوریتم عددی در تحلیل میدان جریان با مرز متحرک و صحت سنجی آن، تاثیر حرکت و نوسان ایرفویل بر ضرایب آیرودینامیکی آن بررسی می شود. معادلات حاکم در فضای دلخواه لاگرانژی-اولری نوشته می شود. آلگوریتم عددی به کار گرفته شده ضمن استفاده از روش اجزای محدود در محاسبه شارهای پخش و فشاری از روش حجم محدود در ارضای قوانین بقای حرکت و قوانین بقای هندسی روی شبکه متحرک بهره می برد. در این جا دو میدان جریان حول سیلندر و ایرفویل متحرک را مورد بررسی قرار می دهیم. حرکت سیلندر از نوع نوسانی انتقالی اما حرکت ایرفویل از نوع نوسانی دورانی است. ابتدا با بررسی صحت آلگوریتم عددی با حل میدان جریان حول سیلندر، نشان داده می شود که آن آلگوریتم حتی با استفاده از شبکه درشت و گام زمانی بزرگ، دقت بالایی به منظور تحلیل میدان جریان با مرز و شبکه متحرک دارد. پس از آن میدان جریان حول ایرفویل نوسانی شبیه سازی می شود. نشان داده می شود که می توان با تغییر پارامترهای دورانی ایرفویل، در نیروی آیرودینامیکی آن تغییرات قابل توجهی ایجاد کرد.
    کلید واژگان: رویکرد لاگرانژی، اولری، روش المان حجم محدود، ایرفویل نوسانی، ضرایب آیرودینامیکی
    Alireza Naderi*, Masoud Darbandi, Mohammad Taeibi Rahni
    In this study we introduce and validate an algorithm for simulating of flow field over moving boundaries where there are transverse cylinder and flapping airfoil. The governing equations are presented in arbitrary Lagrangian-Eulerian approach. We use finite element shape functions to approximate pressure and diffusion fluxes and finite volume to satisfy geometric and flow conservation laws. Our results show a good accuracy with large time steps and coarse meshes. The changing in oscillation parameters causes considerable effects on aerodynamic coefficients.
    Keywords: Lagrangian, Eulerian Approach, Finite Volume Element Method, Oscillating Airfoil, Aerodynamic Coefficients
سامانه نویسندگان
  • محمد طیبی رهنی
    محمد طیبی رهنی
    استاد تمام دانشگاه صنعتی شریف
اطلاعات نویسنده(گان) توسط ایشان ثبت و تکمیل شده‌است. برای مشاهده مشخصات و فهرست همه مطالب، صفحه رزومه ایشان را ببینید.
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