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
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

computational fluid dynamics

در نشریات گروه برق
تکرار جستجوی کلیدواژه computational fluid dynamics در نشریات گروه فنی و مهندسی
  • Ali Zarghani, Pedram Dehgoshaei, Hossein Torkaman*, Aghil Ghaheri

    Losses in electric machines produce heat and cause an efficiency drop. As a consequence of heat production, temperature rise will occur which imposes severe problems. Due to the dependence of electrical and mechanical performance on temperature, conducting thermal analysis for a special electric machine that has a compact configuration with poor heat dissipation capability is crucial. This paper aims to carry out the thermal analysis of an axial-field flux-switching permanent magnet (AFFSPM) machine for electric vehicle application. To fulfill this purpose, three-dimensional (3D) finite element analysis is performed to accurately derive electromagnetic losses in active components. Meanwhile, copper losses are calculated by analytic correlation in maximum allowable temperature. To improve thermal performance, cooling blades are inserted on the frame of AFFSPM, and 3D computational fluid dynamics (CFD) is developed to investigate thermal analysis. The effect of different housing materials, the external heat transfer coefficient, and various operating points on the components' temperature has been reported. Finally, 3-D FEA is used to conduct heat flow path and heat generation density.

    Keywords: Flux Switching Machine, Cooling System, Computational Fluid Dynamics, Finite Element Analysis, Thermal Analysis
  • A.A.A. Sheha *, K. A. Ibrahim, H. A. Abdalla, S. M. El-Behery, I. M. Sakr
    In the current research, numerical analysis was used to investigate the flow behavior through the axial jet-pump with various mixing chamber configurations (straight pipe and straight pipe-diffuser-straight pipe) in the presence of inlet swirling flow and its influence on the pump performance. The effects of introducing inlet swirling flow in the suction chamber and in the motive flow line, are numerically investigated. The optimum swirl angle in the suction chamber is found to be 45o which yields the maximum pump efficiency of 38.08 % for the second configuration of mixing chamber system. Consequently, the inlet swirl generally decreases the desired mixing chamber length. Additionally, the new mixing chamber configuration enhances the mixing process compared with the traditional mixing chamber. On the other hand, imparting a swirl in the motive line inversely affected the pump performance. Engendering a swirl in suction chamber causes an improvement by 12.76 % in the pump efficiency compared to the same pump configuration without swirl. The optimum tail pipe diffuser angle is found to be 3o.
    Keywords: Computational Fluid dynamics, Flow-characteristics, Mixing Chamber Configuration, Swirl, Axial-jet-pump performance
  • میلاد ربیعی، علیرضا عرب سلغار*، افشین ایرانمنش، محمد شفیعی دهج

    در این مطالعه، اثر ساختار و نوع سقف های مختلف ساختمانی با استفاده از شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی مورد بررسی قرار گرفت. سقف های مورد مطالعه شامل انواع تیرچه بلوک (بلوک سفالی، بلوک بتنی سبک، پلی استایرن) و دال یوبوت می باشند که برای یک چشمه با دهانه 6 متر و 8 متر طراحی شده اند. به منظور شبیه سازی جریان سیال و انتقال حرارت از روش دینامیک سیالات محاسباتی مبتنی بر روش حجم کنترل استفاده شد. انتقال حرارت درون حفره های هوا از طریق جابجایی آزاد و تشعشع صورت می گیرد و انتقال حرارت در قسمت جامد جداره ها از طریق هدایت انجام می شود. مدل سازی حرارتی سقف ها یک بار برای زمستان (جریان حرارت به سمت بالا) و یک بار برای تابستان (جریان حرارت رو به پایین) مورد بررسی قرار گرفت. انتقال حرارت طبیعی دو بعدی به صورت ناپایا با جریان آرام و تراکم ناپذیر در حفره ها در نظر گرفته شد. به منظور بررسی عملکرد حرارتی سقف های مختلف، ضریب هدایت معادل، فاکتور کاهش و اختلاف زمانی مطالعه گردید. در نهایت بهینه ترین نوع سقف از نظر انتقال حرارت و راندمان جرمی- حرارتی معرفی شد. نتایج نشان داد که سقف با بلوک پلی استایرن دارای کمترین ضریب هدایت حرارتی معادل می باشد و سقف دال یوبوت بیشترین اتلاف حرارتی را در میان سقف های مورد مطالعه دارد.

    کلید واژگان: دینامیک سیالات محاسباتی، پوسته ساختمان، ضریب هدایت معادل، تاخیر زمانی
    Milad Rabiee, Alireza Arabsolghar*, Iranmanesh Afshin, Mohammad Shafiey Dehaj

    In this study, the influence of type and structure of different roofing systems were investigated using computational fluid dynamic method. The considered roofing systems include beam and block types (clay brick, light weight concrete block, polystyrene) and Uboot slab which were designed for 6m and 8m span. To simulate the fluid flow and heat transfer, the computational fluid dynamic method was employed based on control volume scheme. Heat transfer inside air cavities is carried out via free convection and radiation while heat transfers via conduction within solid walls. The thermal simulation of the roofing systems was analyzed for both summer (downward heat flow) and winter (upward heat flow). Two dimensional natural heat transfer was considered to be transient with laminar and incompressible flow inside cavities. To assess the thermal performance of the flooring systems, equivalent thermal conductivity, decrement factor and time lag were studied. Finally, the best roofing system was introduced in terms of heat transfer and thermal mass efficiency. The results showed that the roof with polystyrene block has the lowest value of equivalent thermal conductivity and Uboot system has the highest heat loss among the studied cases.

    Keywords: Computational fluid dynamics, building shell, equivalent conductivity, time delay
  • فاطمه محبی نژاد، محمدکاظم مویدی*، فرانک فتوحی

    واقعیت افزوده یکی از فناوری های نوین در دهه های اخیر است که به ویژه در دستگاه های سیار نمود پیدا کرده است. در واقعیت افزوده، اشیاء مجازی در یک محیط واقعی و در کنار سایر اشیاء واقعی قرار می گیرند. از دلایل دیگر اهمیت واقعیت افزوده، قابل اجرا بودن برنامه های مبتنی بر واقعیت افزوده بر روی دستگاه های همراه و شخصی مانند گوشی های هوشمند و تبلت ها است. ادغام واقعیت افزوده با یک روش شبیه سازی عددی مانند دینامیک سیالات محاسباتی، ابزاری شناختی، علمی و کارآمد برای کاربران متخصص و غیرحرفه ای جهت تحلیل مسایل کاربردی فراهم می کند. علاوه بر این با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی و یک سیستم مبتنی بر واقعیت افزوده، تحلیل های مهندسی و نتایج شبیه سازی به صورت مستقیم بر روی اشیاء دنیای واقعی حاصل می شود که سبب درک بهتر و ارتباط بین نتایج شبیه سازی و دنیای واقعی می گردد. در این پژوهش از ترکیب واقعیت افزوده و روش دینامیک سیالات محاسباتی جهت پیاده سازی یک نرم افزار اندرویدی برای شبیه سازی تغییرات دمای اجسام جامد با جنس های مختلف در گذر زمان استفاده شده است.

    کلید واژگان: واقعیت افزوده، دینامیک سیالات محاسباتی، گوشی های هوشمند، شبیه سازی عددی، تغییرات دما
    Fatemeh Mohebi Nejad, MohammadKazem Moayyedi *, Faranak Fotouhi

    Augmented reality is one of the new technologies in recent decade that has appeared especially in mobile devices. In augmented reality, virtual objects are placed in a real environment, next to other real objects. Another reason for the importance of augmented reality is the implementation of augmented reality applications on mobile and personal devices such as smartphones and tablets. The integration of augmented reality with a numerical simulation method such as computational fluid dynamics provides a cognitive, scientific and efficient tool for expert and non-professional users to analyze practical problems. In addition, using computational fluid dynamics techniques and an augmented reality-based system, engineering analysis and simulation results are obtained directly on real-world objects, resulting in a better understanding and relationship between the simulation results and the world. It becomes real. In this research, the combination of augmented reality and computational fluid dynamics method has been used to implement an Android software to simulate the thermal changes of solids with different materials over time.

    Keywords: Temperature Distribution, Augmented reality, Computational fluid dynamics, Smartphones, Numerical simulation
  • N. Ahmad *, Q. Zheng, H. Fawzy, A. Lin, B. Jiang
    Casing treatment is an efficient technique that is used to increase the compressor stall margin with a minor reduction in efficiency. The interaction between the blade passage and the groove is the main cause of the stall margin improvement by various researches. A numerical study is conducted on a single circumferential casing groove using NASA rotor 37 in the current study. The performance of the two circumferential groove models is studied by discretizing RANS 3D equations using a finite volume technique. The inception of the stall is predicted according to the criteria of convergence. Two models of the circumferential groove have been suggested and numerically tested. A single passage simulation is selected for the two models. The performance of the smooth casing and the two models are analyzed. Moreover, the stall margin, total pressure ratio, and peak adiabatic efficiency of the normal casing, and the two models are analyzed to determine the influence of the groove on the axial compressor performance and stability. Models 1 and 2 stall margins are enhanced by 6.62 % and 4.45% respectively. The adiabatic efficiency of model 1 and model 2 are decreased by 0.79 % and 1.08 % respectively.
    Keywords: Axial compressor, adiabatic efficiency, Computational Fluid dynamics, casing groove, numerical simulation, stall margin
  • یوسف بیناباجی، بهمن وحیدی*

    در جهت پیش بینی ایجاد برخی بیماری های تنفسی و آثار آنها در مجاری و یا پیش بینی دوز و اثر داروهای تنفسی جهت کنترل یا درمان این بیماری ها، بحث رسوب آئروسل های دارویی و ذرات بیماری زا مطرح می شود. از جمله عوامل موثر بر رسوب ذرات در مجاری تنفسی می توان به الگوی تنفس و جریان در مجاری، اندازه و چگالی ذرات، هندسه مجاری و نیروی گرانش وارد بر این ذرات اشاره کرد. در این مطالعه، به بررسی اصلاح و تغییر الگوی جریان در مجاری تنفسی با اعمال شروط مرزی متفاوت در خروجی و تاثیر این الگوهای مختلف جریان بر روی رسوب ذرات آهن پرداخته شد. با حفظ برخی از این الگوها، به طور همزمان تاثیر جهت اعمال و مقدار نیروی گرانش (از شرایط گرانش ناچیز تا حالت معمول روی سطح زمین) بر این ذرات، بررسی شد. از دو سرعت ورودی جریان 2 و 4 متر بر ثانیه به منظور تغییر در ماهیت جریان سیال از آرام به آشفته استفاده شد و دو اندازه ذره 4 و 8 میکرونی برای ذرات آهن فرض شد. نتایج، افزایش رسوب ذرات با افزایش مقدار نیروی گرانش و تاثیر تغییر جهت این نیرو از حالت هم راستا با جریان ورودی (جهت X) به حالت عمود بر جریان ورودی (جهت Y) را به عنوان عامل موثر در تشدید این افزایش نشان داد. الگوی جریان اصلاح شده در مجاری که عاری از جریان های بازگشتی و جریان های ثانویه می باشد، مقادیر این رسوب را کاهش داد و عکس این نتیجه را با افزایش اندازه ذرات آهن به همراه داشت.

    کلید واژگان: سیالات زیستی، آئروسل، دینامیک سیالات محاسباتی، مسیرهای هوایی نای-برونشی
    Yusuf Binabaji, Bahman Vahidi *

    The deposition of pharmaceutical aerosols and pathogenic particles are considered when predicting certain pulmonary disorders or determining the dose of respiratory drugs in order to control and manage the diseases. The breathing and flow pattern, particle size and density, airways geometry and the gravitational force exerted on the particles are among the factors contributing to the deposition in the respiratory tract. In this study, modification of the flow pattern in the respiratory tract was investigated by applying different boundary conditions on the outlet and the effects of various flow patterns on the deposition of the iron particles was studied. Keeping some of these patterns, the impact of exerting gravitational forces with different directions and values (from the microgravity to normal condition on the earth) on the particles was examined. The inflow with velocities of 2 and 4m/s was used in order to change the nature of the flow from laminar to turbulent. Two particle sizes of 4 and 8 microns for iron particles were assumed. As a result, deposition of particles increased with an increase in the gravitational force and the effect of changing the direction of the gravity from the X direction (aligned with the flow direction) to the Y direction (perpendicular to the flow) was shown to be a significant factor in a further increase of particle deposition. The modified flow pattern which was free of any reverse and secondary flow, has reduced the deposition values and resulted in an opposite effect increasing the size of iron particles.

    Keywords: Biofluid mechanics, Aerosol, Computational fluid dynamics, trachea-bronchial airways
  • علیرضا میراولیایی*، شمس الدین قوره جیلی

    بستر های پرشده دوار در بسیاری از فرایند های مهندسی شیمی از قبیل تقطیر، جذب، تهیه ی نانو ذرات، شیرین سازی گازترش و غیره استفاده می-شوند. آنالیز جریان سیال در این تجهیزات برای بدست آوردن اطلاعات هیدرودینامیکی و بررسی پدیده انتقال در آن ها لازم است. در این مقاله شبیه-سازی سه بعدی جریان های تک فازی و دو فازی درون بستر پرشده دوار با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی انجام می شود. اثر برخی پارامتر ها از قبیل سرعت چرخش، دبی های گاز و مایع، اثر تعداد روزنه های روتور، وجود بافل ثابت و متحرک بر افت فشار بررسی می شوند. آنالیز جریان تک فازی نشان دادکه مولفه سرعت مماسی نسبت به مولفه های سرعت شعاعی و محوری تاثیر بیش تری بر مقدار سرعت دارد. نتایج شبیه سازی ها نشان داد که با افزایش دبی گاز، افت فشار برای هر دو حالت بستر خشک و بستر مرطوب افزایش می یابد بطوری که متوسط خطا نتایج شبیه سازی با داده های تجربی در حالت بدون بافل و با بافل به ترتیب برابر 3/5 و 6/3 درصد می باشد. هم چنین مشخص شد که افزایش دبی مایع تاثیر کمی برافت فشار دارد. مشاهده شد که با افزایش سرعت چرخش و تعداد روزنه های روتور افت فشار بستر دو فازی افزایش می یابد. وجود بافل متحرک درون بستر سبب کاهش 14 درصدی افت فشار بستر مرطوب شد.

    کلید واژگان: افت فشار، آنالیز جریان، بافل ثابت و متحرک، بستر پرشده دوار، دینامیک سیالات محاسباتی
    Ali Reza Miroliaei *, Shamsedin Ghourejili

    Rotating Packed Beds (RPBs) are used in many processes of chemical engineering, such as distillation, absorption, production of nanoparticles, natural gas sweetening, and etc. The fluid flow analysis in this equipment is necessary to obtain the hydrodynamic information and investigation of transport phenomena. In this paper, 3D simulation of single phase and two phase flows are carried out using Computational Fluid Dynamics (CFD). The effect of some parameters such as rotational speed, gas and liquid flow rates, number of rotor holes, fixed and moving baffle are investigated on the pressure drop. The single phase flow analysis showed that the tangential velocity has the most effect on the velocity magnitude comparison with the radial and axial velocities. The simulation results showed that dry and wet pressure drop increase with increasing gas flow rate as the average errors between experimental data and simulation results with and without baffle are 5.3% and 3.6%, respectively. It was also known that increasing liquid flow rate has negligible effect on the pressure drop. It was seen that wet pressure drop increases with increasing both rotational speed and rotor holes. The moving baffle insertion into the bed was caused that wet pressure drop decreases 14%.

    Keywords: Pressure drop, Flow analysis, Fixed, moving baffle, Rotating packed bed, Computational fluid dynamics
  • Mohammadreza Javanmardi *, Jonathan Binns, Giles Thomas, Martin Renilson
    In this study the effect of moving pressure source and channel parameters on the generated waves in a channel was numerically investigated. Draught, angle of attack and profile shape were investigated as parameters of pressure source and water depth and blockage factor as channel parameters on wave height. Firstly, the chosen Computational Fluid Dynamics (CFD) approach was validated with the experimental data over a range of speed. Then the CFD study was conducted for further investigations. It was shown that that by enlarging draught, angle of attack and beam of the pressure source, the wave height generated will be increased. Channel study showed that it is possible to increase the wave height generated by shallowing water for a given speed as long as the depth Froude number is subcritical and the wave height generated is independent of water depth for supercritical depth Froude numbers. The blockage factor has more influence at supercritical Froude depth values, while at subcritical Froude values is negligible compare with water depth.
    Keywords: Wake wash, wave propagation, Computational Fluid dynamics, Towing Tank, Pressure Source
  • Mohammad Ali Eslami Saray, Mohammad Said Saidi *, Goodarz Ahmadi
    Based on the recent photographs of microstructures of anacinus a novel 3D computational model for airflow and particle transport and deposition was developed. To model the entireacinar region simultaneously, an approach was proposed to reduce the computational space. The airflow was solved using numerical simulations for the cases of expanding and contracting the asinus wall. The volume change of the lung was imposed based on the normal breathing condition with 15% volumetric expansion ratio. Since the entire acinar region was modeled, realistic pressure type boundary conditions were used and the use of earlier unrealistic boundary conditions was avoided. The simulation results showed that the flow patterns in an acinus with moving walls were significantly different from those for the rigid wall case. Furthermore, due to the asymmetric configuration, the flow patterns were not quite symmetric. It was shown that the ratio of alveolar flow to ductal flow rate controlled the dominant flow regime in each generation. Ratios below 0.005led to recirculation regime where flow separation occurred, while values above this threshold led to flows with radial streamlines. In summary, while the flow in the primary generations was characterized by the formation of recirculation regions in the alveoli, the terminal generations were characterized by radial streamlines which move towards the alveolar wall. Both flow regimes had substantial effects on particle deposition in the acinus.
    Keywords: Acinar region, Alveoli, Airflow pattern, Computational Fluid dynamics, Dynamic mesh
  • ابراهیم افشاری، حامد افشاری، مهدی مشرف دهکردی، سیدعلی اطیابی، محمود عدمی
    شکل و هندسه میدان جریان تاثیر مستقیمی بر انتقال واکنشگرها به سمت لایه کاتالیست و متعاقبا عملکرد پیل سوختی غشاپلیمری دارد؛ ازاین رو ارائه یک میدان جریان مناسب ضروری است. در پژوهش حاضر، یک طرح جدید پیل سوختی غشاپلیمری با میدان جریان پینی لوبیا شکل به منظور کاهش نواحی کم فشار، افزایش میزان نرخ انتقال اکسیژن به لایه کاتالیست، بالا بردن دانسیته جریان و درنهایت، بهبود عملکرد پیل ارائه شده است. برای بررسی عملکرد میدان جریان پیشنهادی، این پیل با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی و دیدگاه تک دامنه ای شبیه سازی شده و عملکرد آن با یک پیل سوختی ساده با کانال های جریان موازی مقایسه شده است. هندسه و شرایط کاری هر دو پیل سوختی یکسان در نظر گرفته شده است. نتایج عددی کار حاضر نشان می دهد به واسطه وجود پین ها، نرخ انتقال اکسیژن به لایه پخش گاز و لایه کاتالیست کاتد افزایش پیدا می کند و باعث افزایش نرخ واکنش های الکتروشیمیایی و به تبع آن، دانسیته جریان پیل می شود. در مقایسه با پیل کانال های ساده، پیل سوختی پیشنهادی به واسطه افزایش دانسیته جریان و به خصوص در دانسیته های جریان بالا عملکرد بهتری دارد. با این وجود، در پیل سوختی با میدان جریان پینی افت فشار بالاتر و توزیع نایکنواخت تر دانسیته جریان مشاهده می شود.
    کلید واژگان: پیل سوختی غشاپلیمری، میدان جریان پینی، انتقال اکسیژن، دینامیک سیالات محاسباتی
    E. Afshari, H. Afshari, M. Mosharaf, A. Atyabi, M. Adami
    The shape and geometry of the flow field have considerable effects on the transfer rate of the reactants toward the catalyst layer and consequently the performance of the polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cell. In this study, a novel PEM fuel cell with pin-type flow field is proposed in order to reduce the wake regions, increase the oxygen transfer rate into the catalyst layer and the current density, and finally improve the fuel cell performance. To assess the performance of the proposed fuel cell, it is numerically simulated based on the computational fluid dynamics and the single-domain approaches and compared with that of a PEM fuel cell with parallel channels for the same geometry and operating conditions. The numerical results show that oxygen transfer rate into the gas diffusion layer and cathode catalyst layer is increased due to the existence of the pins in the proposed flow field. Comparing with the parallel channels, the pin-type fuel cell has an improved performance as the current density is increased, especially for high current density value. However, the pin-type fuel cell exhibits a higher pressure drop and non-uniform distribution of the current density.
    Keywords: Polymer membrane fuel cell, Pin, type flow field, Oxygen transport, Computational fluid dynamics
  • مهدی جهانگیری *، وحید عبدی
    در این مقاله یک سیستم تهویه مطبوع HVAC از نوع تراکمی مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. هدف از این مطالعه بهبود عملکرد سیستم تبرید، رفع یخ زدگی کمپرسور، بالابردن راندمان، کاهش مصرف انرژی و کاهش مدت زمان کارکرد کمپرسور بوده است. نتایج حاصل از داده های تجربی و حل عددی دینامیک سیالات محاسباتی مقایسه و تفسیر شده است. پس از رفع عیب، نتیجه تعمیرات صورت گرفته با استفاده از حل عددی و توسط کانتورها و نمودارهای سرعت و دما نشان داده شد. در نهایت رفع عیب سیستم HVACمنجر به بر طرف شدن یخ زدگی کمپرسور گردید و متعاقبا ایجاد هوای مطبوع را در پی داشت. دما و دبی هوای تولیدی به ترتیب تقریبا c° 7 کاهش و 13% درصد افزایش یافت.
    کلید واژگان: HVAC، یخ زدگی کمپرسور، سیکل تبرید، دینامیک سیالات محاسباتی
    Mehdi Jahangiri *, Vahid Abdi
    In this work, a compression type HVAC (heating, ventilating, and air conditioning) system has been studied. The aim of the work was improving the cooling operation and performance of the system, elimination of the freezing problem of the compressor, increasing the efficiency, decreasing the energy consumption and reducing the working duration of the compressor. The results of numerical solution of the computational fluid dynamics has been crosschecked with and interpreted according to the experimental data. The results of the exploited modifications based on the numerical solution have been presented in the form of contours and velocity-temperature plots. Eventually, troubleshooting of the HVAC system resulted in the elimination of the compressor freezing accompanied with convenient air conditioning and ventilation. The temperature and flow of the provided air, decreased 7 oC and increased by %13, respectively.
    Keywords: HVAC, Compressor freezing, Cooling cycle, Computational fluid dynamics
  • M. Ebrahimi, A. Jahangirian
    An ecient parallel strategy is presented for optimization of the aerodynamic shapes using Genetic Algorithm (GA). The method is a hybrid Parallel Genetic Algorithm (PGA) that combines a multi-population PGA and master-slave PGA using Message Passing Interface. GA parameters are rstly tuned according to the fact that subpopulations evolve independently. The e ect of the number of sub-population on the computational time is investigated. Finally, a new strategy is presented based on the load balancing that aims to decrease the idle time of the processors. The algorithm is used for optimization of a transonic airfoil. An unstructured grid nite volume ow solver is utilized for objective function evaluations. For the considered class of problems, the suggested Hierarchical Parallel Genetic Algorithm (HPGA) results in more than 30% reduction in optimization time in comparison to regular master-slave PGA. A semi-liner speed-up is also obtained which indicates that the model is suited for modern cluster work stations.
    Keywords: Parallelization, Aerodynamic shape optimization, Computational Fluid dynamics, Genetic algorithm
  • Vahid Zahraeifard*, Nasser Tablebeydokhti
    Labyrinth spillway has become an appropriate choice to increase an existing spillway’s capacity. Thus, it is necessary to understand the hydraulic performance of labyrinth spillways/weirs. This paper numerically solves turbulent flow over labyrinth spillways/weirs and determines the discharge coefficients. Reynolds governing equations, turbulence k-ε model, and the volume of fluid (VOF) model are numerically solved to define pressure, velocity, and the free surface flow profiles. The numerical results are comparable to those obtained from physical modeling with maximum 6.43% error relative to results of physical modeling. Present study indicates that numerical simulation can be used to supplement physical modeling. Thus, by using numerical solutions the site specifics of the spillway which are often different from the conditions of design curves can be investigated. Also, the effect of different shapes of apex on discharge capacity of the labyrinth spillway is investigated in this study. The analyses show that labyrinth spillways with round apex shape are the most efficient spillways. Numerical determination of free water surface is presented and discussed, which is helpful for optimum design of stilling basin and leading walls.
    Keywords: Labyrinth spillway, Discharge Coefficient, Computational Fluid Dynamics, Turbulence, Free, surface, FLUENT
  • الهام مولایی اقدم *، احمد فخار، حسین نوری بیدگلی
    با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی و به کمک نرم افزار فلوئنت، مبدل حرارتی پوسته و لوله به همراه بافل قطاعی، شبیه سازی شده و با درنظرگرفتن چند سطح مقطع بیضی با سطوح جانبی معادل برای لوله ها مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور، با استفاده از نرم افزار گمبیت (Gambit) هر مدل رسم شده و با استفاده از شبکه های سه بعدی و نامنظم کوپر و تتراهیدرال شبکه بندی شده است. عملکرد دو مبدل حرارتی پوسته و لوله، یکی با مجموعه لوله های بیضوی و دیگری با مجموعه لوله های دایره ای، از نظر ضریب انتقال حرارت و افت فشار مقایسه شده و صحت نتایج آن با روش تئوری بل و به کمک نرم افزار حل کننده معادلات مهندسی، مقایسه و ارزیابی گردیده است. تلاش اصلی در این مرحله، یافتن بهترین شکل هندسی برای لوله های بیضوی کاربردی در مبدل های پوسته و لوله به عنوان ایده ای نو در میان مبدل های حرارتی بوده است تا بتواند به عنوان هدفی کاربردی در آینده مورد بهره وری قرار گیرد. نتایج حاکی از افزایش انتقال حرارت به میزان 9/59% و افزایش فشار بدون توجه به دبی سیال به میزان 5/9% میباشد؛ این مقدار افزایش فشار در مقایسه با افزایش انتقال حرارت قابل چشم پوشی است.
    کلید واژگان: دینامیک سیالات محاسباتی، انتقال حرارت، افت فشار، لوله با سطح مقطع دایره و بیضوی
    Shell and tube heat exchanger، singular baffles have been stimulated by means of the computational fluid dynamic technique and Fluent software. Several elliptical cross sections for the tubes are examined. So each model drawn by using Gambit software. In stimulating، 3D meshes is used for irregular Couper and tetrahedral networks. Also the performance of each of two shell and tube exchanger is compared with، one of the optimized set of elliptical tubes، and the other with circular tubes according to heat transfer coefficient and pressure drop. The results accuracy is compared with Bell’s theory plus using an engineering equation solver software. The main objective at this stage is finding the best geometry for elliptical tubes used in the shell and tube exchangers as a new idea among the heat exchangers for future use. The results indicate the increase in the heat transfer rate to 59. 9 percent، and the rise in pressure to 9. 5 percent which is negligible in comparison with a boost in heat transfer.
    Keywords: Computational fluid dynamics, Heat transfer, Pressure drop, Tube with an elliptical cross section
  • موسی توانا، سید نظام الدین اشرفی زاده
    بسیاری از صنایع مقدار زیادی بخار آب را از طریق دودکش به اتمسفر تخلیه می کنند؛ این بخار آب می تواند منبع بالقوه ای برای تامین انرژی و آب مورد نیاز صنایع باشد. در این مقاله، جداسازی بخار آب از گاز دودکش در یک مبدل چگالنده غشایی مورد مطالعه قرار گرفته و شبیه سازی فرایند با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی توسط نرم افزار کامسول صورت پذیرفته است. جدار لوله های غشایی از ماده خاص متخلخلی طراحی شده که قادر به استخراج مایع چگالیده شده از گاز دودکش است. لوله های غشایی در طول مدتی که بخار آب از گاز دودکش خارج می شود، آن را از طریق مکانیزم چگالش مویینگی جذب و بازیابی کرده و از گرمای محسوس و نهان هدررفته به طور مجدد استفاده می کنند. نتایج شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی به دست آمده از مراجع مقایسه شدند و مقادیر محاسبه شده مقدار انحراف متوسط 6 درصد را با مقادیر آزمایشگاهی نشان دادند. نتایج همچنین نشان داد، چنانچه جریان گازهای هدررفت از صنایع حالت عادی داشته باشند (یعنی دمای بین 60 تا 90 درجه سانتیگراد و رطوبت بین 10 تا 20 درصد) میتوان با کاهش دمایی حدود 10 درجه سانتیگراد، معادل 20 درصد از آب هدر رفته و انرژی نهان بخار آب را بازیابی کرد.
    کلید واژگان: مبدل چگالنده غشایی، چگالش مویینگی، دینامیک سیالات محاسباتی، بخار آب، بازیافت انرژی
    Moosa Tavana, Seyed Nezameddin Ashrafizadeh
    A Number of Industries release large amounts of water vapor into the atmosphere through their stacks. The flue gas can be a potential source for obtaining the required water for those industries. Separation process of water vapor by means of membrane condenser exchanger was studied. Numerical simulation of the process was conducted by COMSOL software using computational fluid dynamics. Simulation was based on solving conservation equations for solute in the membrane condenser exchanger. The tube wall is made of a specially designed porous material that is capable to extract condensated liquid from the flue gas. The tubes capture، recover، and reuse sensible and latent waste heat، along with the water vapor from the exhaust or flue gas. The clean water can be returned to the system. The nanoporous ceramic membrane tubes capture water via capillary condensation، which occurs more readily within nanoporous ceramic pores rather than with typical steel finned tube economizers. Comparison of the model results with experimental data proved the validity of the model with a deviation of less than 6%. The achieved results indicated that 20% of water and energy could be recovered only by a temperature reduction less than 10 °C if the flue gas was in regular conditions (60 °C < T <90 °C and 10% < RH < 20%).
    Keywords: Membrane condenser exchanger, Capillary condensation, Computational fluid dynamics, Water vapor, Energy recovery
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال