Define Geometry
Mesh Generation
Steady / Unsteady Flow
Laminar / Turbulent Flow
2D/3D Flow
Single / Multi Phase Flow
Compressible / Incompressible
Heat Transfer (Energy equation)
Material Properties
Boundary Condition
Solver(Phoenics,Fluent,Star-CD,Flow3D&…)
برای اینکه از اعتبار محاسبات CFD اطمینان حاصل کنیم و بتوانیم از این نتایج استفاده کنیم باید نتایج محاسبات CFD با نتایج عملی و آزمایشگاهی مطابقت داده شود تا در صورت کم بودن خطا از آنها استفاده گردد.
اگر نتایج آزمایشگاهی برای مقایسه موجود نباشد باید از روش های زیر برای معتبر سازی نتایج استفاده کرد:
1) آزمایش های قبلی انجام گرفته برای پروژه های مشابه.
2) مقایسه بین حل تحلیلی جریان های مشابه ولی ساده تر
3) مقایسه با نتایج حاصل از مقاله های معتبر علمی
شاید این سوال مطرح شود که اگر باید نتایج حل فلوئنت معتبر سازی گردد پس چه نیازی به حل عددی ونرم افزار است؟ جواب این است که ما فقط برای یک حالت عملکردی مساله نتایج را معتبر سازی می کنیم ولی می توان برای حالت های عملکردی دیگر و متنوع بدون معتبر سازی از نتایج CFD با اطمینان استفاده کرد. به طور مثال ممکن است جریان پمپ در یک دبی و فشار مشخص با CFD تحلیل شود، اگر درا ین شرایط بتوانیم با انجام آزمایش صحت محاسبات CFD را اثبات کنیم آنگاه میتوان برای این پمپ در هر دبی وفشار دلخواهی با اطمینان از نتایج CFD استفاده نماییم.
· همگرايي
· سازگاري
· پايداري
همگرايي خاصيتي از روش عددي براي بدستآوردن جوابي است كه به حل دقيق نزديك ميباشد، بطوريكه فاصله شبكه اندازه حجم كنترل يا المان به صفر ميل ميكند طرحهاي عددي سازگار دستگاهي از معادلات جبري را ايجاد ميكند كه ميتوان نشان داد، با معادله حاكم اصلي زماني كه فاصله شبكه به سمت صفر ميل ميكند معادل باشد، پايداري در روش عددي با ميرايي خطاها همراه ميباشد.
اگر يك روش پايدار نباشد، حتي با گرد كردن خطاها در دادههاي اوليه،موجب واگرايي يا نوسانات زياد گردد.
روش های حل CFD
روش های حل CFDعبارتند از: تفاضل محدود، المان محدود، حجم محدود و روش طیفی:
روش تفاضل محدود: در این روش معادلات دیفراسیل پاره ای در مکانیک سیالات و انتقال حرارت را به همان صورت دیفرانسیلی در نظر می گیریم و با استفاده از بسط تیلور این معادلات را تقریب می زنیم تا تبدیل به یک سری از معادلات جبری بنام معادلات تفاضل محدود شوند.
بطور كلي روشهاي پيشگويي يك پديده فيزيكي به دو قسمت عمده تقسيم ميشود:
· روش تجربي (آزمايشگاهي)
· روش تئوري
ميکروکانال مبدل حرارتي بسيار کوچک و کارامدي است که با تلفيق برخي ويژگي ها مثل ضريب منظر بزرگ ضريب انتقال حرارت بالا، حجم سيال مورد نياز اندک و وزن و ابعاد کوچک، ابزار بسيار کارامدي در زمينه مقاصد انتقال حرارت ميباشد و کارامدي اين ابزار جديد تاييد شده است.
ميکروکانال گرماگير:
در اين قسمت به بررسي اجمالي ميکروکانال گرماگير ميپردازيم.ميکروکانال گرماگير، ابتدا توسط تيوکرمن و پيس پيشنهاد شد.ميکروکانال گرماگير داراي ويژگيهايي از قبيل کارايي انتقال حرارت بالاتر، حجم و اندازه و ابعاد هندسي کوچکتر نسبت به بار گرمايي، نياز به خنک کاري کمتر، هزينه کاري کمتر نسبت به گرماگيرهاي مرسوم ميباشد.ميکرو کانال گرماگير بعنوان يک دستگاه خنک کننده داراي پتانسيل تعريف ميشود، که براي کاربردهايي از قبيل مدارهاي با اندازه خيلي بزرگ و سيستم هاي خنک کننده سيستم هاي ميکرو الکترو مکانيکال به کار ميرود.يک ميکرو کانال گرماگير شامل تعداد زيادي ميکروکانال موازي است، که شامل جريان سيال خنک کننده هستند. هوا، آب، اتيلن گيلکول و روغن موتور به طور عمده در ميکروکانالهاي گرماگير استفاده ميشوند.کارايي انتقال حرارت اين خنک کننده ها به دليل محدود و کوچک بودن هدايت حرارتي محدود است.پس براي بهبود کارايي انتقال حرارت ميکروکانالهاي گرماگير لازم است که هدايت حرارتي سيالات عامل را افزايش دهيم.استفاده از نانو سيالات در اين زمينه مفيد است.
دنياي امروزي دنياي نانو تکنولوژي است، در فايل زير که براي دانلود گذاشتم، به بررسي مفصلي از کاربرد نانو تکنولوژي در صنايع مختلف اعم از هوافضا، الکترونيک، خودرو و... پرداختم و درانتها هم بررسي نانو سيال را انجام دادم.فايل زير که اطلاعات بسيار مفيدي در بر دارد را زا طريق لينک زير دانلود کنيد.
پسورد: www.laminar.blogfa.com
انرژي هاي تجديدپذير بعنوان يک جايگزين خوب براي سوختهاي فسيلي مطرح هستند که از بين آنها فوتولتاييک، يکي از مهم ترين و سريعترين تکنولوژيهاي در حال توسعه است و پتانسيل کاربردهاي آينده آن غير قابل اغماض مي باشد.سيستم هاي فوتولتاييک،وسايل نيمه هادي هستند که توانايي تبديل انرژي خورشيدي به الکتريسيته را با راندماني در حدود 5 الي 20درصد دارا ميباشند.سلولهاي فوتوولتايي بعنوان واحد دريافت کننده انرژي خورشيدي و تبديل آن به انرژي الکتريکي از اهميت خاصي در تامين برق از منابع انرژي هاي تجديد پذير برخوردارند.اساس پديده فوتوولتايي جذب فوتون نور، توليد جفت الکترون-حفره و جداسازي الکترونها ودر نهايت حفره هاي توليد شده به وسيله مبدل الکتريکي، در داخل ماده نيمه هادي استوار ميشوند و توليد ولتاژو جريان بدين روش را اثر فوتولتايي گويند.اگرچه جريان و ولتاژ دريافتي از يک سلول خورشيدي ناچيز است ولي با سري و موازي کردن سلولهاي خورشيدي که بدان پنل خورشيدي ميگويند ميتوان به جريان و ولتاژ قابل توجهي دست پيدا کرد.به مجموعه پنلهاي فوتوولتاييک آرايه خورشيدي ميگويند.کارايي آرايه خورشيدي وابسته به شرايط آب و هوايي، شرايط کاري، شدت تابش نور خورشيد، دماي آرايه فوتوولتاييک ضريب اتلاف گرمايي، ولتاژ مدارباز، جريان اتصال کوتاه، ولتاژ نقطه قدرت حداکثر، جريان نقطه قدرت حداکثر و سطح آرايه فوتوولتاييک ميباشد.
بيشتر بودن هدايت حرارتي نانو سيالات به تنهايي کافي نيست تا ادعا کنيم که نانو سيالات خواص حرارت يبهبود يافته اي دارند، بلکه بايستي بحث جابجايي هم در نظر گرفته شود.تحقيق روي کارايي انتقال حرارت جابجايي نانوسيالات به سال 1998 بر ميگردد و تاکنون تعداد محدودي مقاله در اين زمينه منتشر شده است.
يانگ و همکارانش ضريب انتقال حرارت جاجايي نانو سيالات براي دماي ثابت در جريان آرام در يک مبدل حرارتي لوله اي افقي را بررسي کردند.نتايج کار ايشان نشان داد که نانو سيالات با 2.5 درصد از نانوذرات افزايش 22 درصدي را در ضريب انتقال حرارت جابجايي نسبت به سيال پايه دارند.و در مورد هدايت حرارتي هم افزايش 50 درصدي را نسبت به سيال پايه گزارش کردند،که نتيجه ايشان بيش از گزارشات قبلي است.هريس و همکارانش افزايش انتقال حرارت نانوسيالات آب- آلومين و آب- اکسيد مس را در يک لوله دايره اي تحت شرايط جريان آرام بررسي کردند و همه بررسي ها حاکي از افزايش انتقال حرارت در انواع گوناگون نانوسيالات در لوله دايره اي داشت.
اولين دسته از نانوسيالات از تعليق نانو ذرات جامد اکسيد فلرات در آب به وجود آمدند.در سال 1993 مسواد و همکارنش،با بررسي نانو ذرات آلومين با قطر 13 نانو متر در آب با کسر حجمي بيش از 4.3 درصد افزايش 30 درصدي را در هدايت حرارتي مشاهده کردند و افزايش 30 درصدي را در هدايت حرارتي سوسپانسيون آب با نانوذرات آلومين با قطر متوسط 33نانومتر و کسر حجمي 5 درصد گزارش کردند.ونگ و همکارانش اثرات فرايند سنتز(ترکيب) روي هدايت حرارتي آب بعنوان سيال پايه بررسي کردند .اکسيد مورد بررسي ديگر غير از آلومين اکسيد مس بوده، که به دليل هدايت حرارتي بالا و در دسترس بودن، بسيار زياد مورد بررسي قرار گرفته است.استمان و همکارانش در سال 1996 افزايش هدايت حرارتي آب با نانوذرات اکسيد مس با قطر 36 نانو متر را بررسي کردند و افزايش خطي با غلظت ذرات را گزراش نمودند.افزايش هدايت حرارتي در حالت استفاده از نانوذرات اکسيدمس در کسر حجمي 5 درصد با سيال پايه آب تقريبا 60 درصد گزارش شد که 30 درصد بيشتر از حالت استفاده از نانو سيال اکسيد آلومينيوم با سيال پايه آب بود.اين ناشي از اين حقيقت است که هدايت حرارتي اکسيد مس، بيشتر از آلومين ميباشد.لي و همکارانش در سال 1999 با نانو سيالات که از نانوذرات اکسيد مس تهيه شده بودند در دو سيال پايه آب و اتيلن گيلکول نتايج مشابهي را بدست آوردند.ايشان افزايش بيشتري در حالت استفاده از نانو سيال اکسيدمس، نسبت به اکسيد آلومينيوم پيدا کردند.استمان و همکارانش افزايش 40 درصدي را در هدايت حرارتي نانوذرات با کسر حجمي 0.3 درصد پخش شده در اتيلن گيلکول مشاهده کردند.داس و همکارانش افزايش 10-25 درصدي را در هدايت حرارتي نانوذرات آلومين معلق در آب پيدا کردند.
همانطور که ميدانيم براي حل معادلات ديفرانسيل جزئي ما از روشهاي عددي استفاده ميکنيم. يکي از روشهاي عددي روش تفاضلات محدود است که روش کرانک نيکلسون هم يکي از روشهاي ضمني بي قيد و شرط پايدار است. در فايل زير که براي دانلود گذاشتم روند حل کاملا توضيح داده شده است.
حجم:395کیلوبایت
رمز:www.laminar.blogfa.com