امروزه جریان های چندفازی با اهمیتی روز افزون در گسترهی وسیعی از سیستمهای مهندسی شامل طراحی بهینه و اجرای ایمن عملیاتها همراه هستند. البته این به معنی محدود بودن این پدیده به فناوری صنعتی مدرن نیست و جریان های چند فازی را میتوان در سیستمهای بیولوژیکی و پدیدههای طبیعی نیز مشاهده نمود. برخی از مهمترین کاربردهای این نوع جریانها به صورت زیر دسته بندی شده اند:
سیستمهای نیروگاهی: رآکتورهای هسته ای آب تحت فشار، بویلر و اواپراتور نیروگاهها، ژنراتورهای MHD، موتورهای احتراق داخلی، موتورهای جت، موشکهای با پیشرانه جامد یا مایع و غیره.
سیستمهای انتقال حرارت: مبدلهای حرارتی، اواپراتورها، کندانسورها، برجهای خنک کن، خشک کنندهها، سیستمهای سرمایش و غیره.
سیستمهای انتقالی: پمپها، اجکتورها، خطوط لوله انتقال ترکیبات نفت و گاز و غیره.
سیستمهای کنترل محیط: تهویه کنندهها، کولرها، جمع کنندههای ذرات، کنترل کنندههای آلودگی هوا و غیره.
سیستمهای بیولوژیکی: سیستمهای قلبی-عروقی، سیستمهای تنفسی، جریان خون و غیره.
طراحی سیستمهای مهندسی و توانایی محاسبه عملکرد آنها به دادههای آزمایشگاهی در دسترس و مدلهای ریاضی ارائه شده برای توصیف فرآیندهای فیزیکی وابسته است. استخراج معادلات حاکم برای جریان چند فازی به طور قابل ملاحظه ای دشوارتر از جریان تک فازی است. طبیعت پیچیده جریانهای دو فازی یا چند فازی ناشی از سطوح مشترک متعدد، در حال حرکت و تغییر شکل پذیر و همچنین میدان جریان پیچیده نزدیک سطوح مشترک میباشد. لازم به ذکر است که جریان تک فاز بر اساس ساختار جریان به جریانهای آرام، گذرا و آشفته دسته بندی میشود، در حالیکه جریان دو فازی بر مبنای ساختار سطح مشترک به چندین گروه اصلی تقسیم میشود که هر یک از آنها رژیم جریان (Flow regime) یا الگوی جریان(Flow pattern) نامیده می شود.
در مجموعه آموزشی شبیه سازی جریان های دوفازی و چندفازی با انسیس فلوئنت ، ابتدا تعریفی جامع از جریان های چندفازی ارائه شده و در ادامه نرم افزار گمبیت و انواع روش های شبکه بندی هندسه مورد نظر توضیح داده می شود. در فصل های سوم و چهارم به ترتیب توضیح جامعی از کلیه روش ها و مدل های شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی پرداخته می شود. در فصل چهارم نکات تکمیلی پیرامون شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی جریان های چندفازی توضیح داده می شوند.
فهرست سرفصل ها مطرح شده در آموزش شبیه سازی جریان های دوفازی و چندفازی با انسیس فلوئنت ، در ادامه آمده است:
فصل ۱) مقدمه
- تعریف جریانهای دوفازی وچندفازی وارائه مثال
- بررسی دیدگاه های مختلف شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی جریان های چندفازی
- انواع جریان چندفازی
- کاربرد دینامیک سیالات محاسباتی
- نحوه کارکرد دینامیک سیالات محاسباتی
- نرم افزارهای دینامیک سیالات محاسباتی
فصل ۲) شبکه بندی حجم کنترل در دینامیک سیالات محاسباتی
- انواع شبکه بندی برای شبیه سازی جریان های چندفازی
- مش ساختمانی و غیر ساختمانی
- مش اندازه حجمی
- آنالیز استقلال شبکه بندی
- بررسی اثرات جریان در نزدیک دیواره
- مفهوم توسعه یافتگی
فصل ۳) توضیح مدل ها و روش های شبیه سازی CFD گام به گام با حل مثال شبیه سازی ونتوری تحت جریان عبوری دوفازی
- روش های صریح و ضمنی در شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی
- الگوریتم های حل در دینامیک سیالات محاسباتی
- تفسیر الگوریتم حل simpler
- تفسیر الگوریتم حل simple-c
- تفسیر الگوریتم حل PISO
- مقایسه کلی الگوریتم حل
- الگوهای جریان دوفازی مایع-گاز در مجراهای افقی و عمودی
- اغتشاش در پدیده انتقال
- مدل های مبتنی بر دیدگاه RANS
- مدل های اغتشاش
- مروری بر مدل کا اپسیلون استاندارد
- مروری بر مدل کا اپسیلون RNG
- مدل تنش رینولدز
- دامنه کاربرد مدل های اغتشاش
- مدل چندفازی اولرین-اولرین
- مدل چندفازی اولرین-لاگرانژین
- مدل حجم سیال (VOF)
- ردیابی فصل مشترک با دیدگاه حجم سیال
- روش هاش مشخص کردن فصل مشترک
- روش PLIC
- معادلات حاکم و شرایط مرزی
- نیروها
- قانون ویسکوزیته نیوتن
فصل ۴–خصوصیات سیال و روند میانگین گیری در دینامیک سیالات محاسباتی
- رفتار رئولوژیکی سیالات و روند میانگین گیری برای جریان های چندفازی
- روابط حرکت برای فاز پیوسته
- رابطه بقای جرم
- رابطه بقای مومنتوم
- رابطه بقای انرژی
- روابط حرکت فاز پراکنده
- روابط حرکت برای فاز پیوسته
- روش های حل روابط جریان های چندفازی و محاسبه میدان سرعت
- بار ذره و عدد استوکس (particle loading and stokes number)
- عدد استوکس
- مدل سازی برخورد ذرات به دیواره
عناوین مثال های حل شده در این مجموعه آموزشی
- شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی سه راهی تحت جریان عبوری چندفازی با استفاده از دیدگاه ترکیب
- شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی زانویی ۹۰ درجه تحت جریان عبوری چندفازی با استفاده از دیدگاه اولرین
- شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی زانویی دوار بسته تحت جریان عبوری چندفازی با استفاده از دیدگاه حجم سیال
- شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی نازل تحت جریان عبوری چندفازی با استفاده از دیدگاه ترکیب
- شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی اوریفیس تحت جریان عبوری چندفازی با استفاده از دیدگاه اولرین
- شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی حرکت ذرات ماسه در کانال آب عبوری تحت جریان عبوری چندفازی با استفاده از دیدگاه حجم سیال
- شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی سیفون تحت جریان عبوری چندفازی با استفاده از دیدگاه حجم سیال
- شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی فرایند ریخته شدن آب و نفت در تانک عمودی ذخیره تحت جریان چندفازی با استفاده از دیدگاه حجم سیال
- شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی زانویی با مجرای جانبی ورودی تحت جریان عبوری تک فازی و چندفازی با استفاده از دیدگاه حجم سیال
رضایی
در تاریخ
سلام
اگە میشە یە فیلم بهتر بزارید ببینیم دستورات و گزینەهای جریان های دوفازی رو چطور توضیح میدن؟ با دلیل میگن که این گزینه انتخاب بشه یا هنینطوری انتخاب میکنن؟!
ممنون
دکتر مهدی فدایی
در تاریخ
با سلام
در لیست سرفصل های ارائه شده در این مجموعه در فصل اول و دوم به صورت جزئی درباره انواع مدل های موجود در شبیه سازی CFD بحث شده است و بدون دلیل و مقدمه وارد فرایند شبیه سازی نشده ایم و تک تک گزینه ها از قبل توضیح داده می شوند و در طی فرایند شبیه سازی نیز با دلیل و طبق کیس مورد مطالعه گزینه ها انتخاب می گردند.
دکتر مهدی فدایی
در تاریخ
با سلام در صورتی که به سرفصل های این مجموعه دقت کرده باشید در فصل های اول و دوم و سوم خواننده به طور کامل با مقدمات، تفاسیر، جرئیات، انواع مدل ها، انواع روش ها، کاربرد هر مدل و تفسیر کیس مورد مطالعه آشنا خواهد شد. همانطور که در شبیه سازی CFD روش و انتخاب مدل کاملا وابسته به کیس مورد مطالعه می باشد پس خواننده در فصل اول و دوم و سوم خود قادر خواهد بود که بهترین مدل را بسته به خواسته صورت مساله انتخاب کند. در مثال های کاربردی و صنعتی ذکر شده در این مجموعه به صورت گام به گام به همراه توضیحات ( از ساخت مش تا آنالیز نتایج CFD) به صورت کامل تمامی گزینه ها و دلیل انتخاب و رد هر گزینه توضیح داده شده است.