پروژه آنالیز جریان بر روی سرریز اوجی بر اساس (CFD)

فهرست :
فهرست
چکیده: ۱
فصل اول/کلیات ۲
مقدمه ۳
CFD چیست؟ ۶
نقش CFD در دنیای فناوری مدرن امروزی ۷
اهمیت انتقال حرارت و جریان سیال ۱۰
متدهای پیشگویی ۱۰
امتیازات یک محاسبه تئوری ۱۱
هزینه کم ۱۱
اطلاعات کامل ۱۲
توانایی شبیه سازی شرایط واقعی ۱۲
توانایی شبیه‌سازی شرایط ایده‌آل ۱۲
نارساییهای محاسبه تئوری ۱۳
انتخاب متد پیشگوی ۱۳
یک برنامه CFD چگونه کار می‌کند؟ ۱۴
توضیح سازگاری و پایداری ۱۵
فصل دوم/تاریخچه ۱۷
تاریخچه ۱۸
فصل سوم/مفاهیم اساسی پایان‌نامه ۲۴
۳-۱- مقدمه ۲۵
۳-۲- انتخاب دبی طرح برای سرریز ۲۵
۳-۳- شکل‌گیری سرریز از نوع پیوند (Ogee) ۲۶
۳-۴- سرریز WES ۲۸
۳-۴-۱- طراحی هیدرولیکی سرریز WES ۲۹
۳-۴-۱- اثر ارتفاع سرریز و ارتفاع آب در سراب بر ضریب C ۲۹
۳-۴-۲- اثر شیب بدنه در سراب بر ضریب C ۲۹
۳-۴-۳- اثر ارتفاع آب و رقوم کف در پایاب بر ضریب C ۳۰
۳-۴-۴- اثر پایه‌های پل و دماغه سواحل بر ضریب دبی جریان ۳۲
۳-۴-۵- طراحی بدنه سرریز WES ۳۳
۳-۴-۶- طراحی بدنه سرریز کوتاه بدون دریچه WES در تنداب‌ها ۳۵
۳-۵- کنترل‌کاویتاسیون در سرریزهای بلند ۳۶
فصل چهارم/آشنایی با برنامه Fluent Error! Bookmark not defined.
(روشهای حل عددی استفاده شده در مدل Fluent) Error! Bookmark not defined.
۴-۱ قابلیتها و محدودیتهای نرم‌افزار فلوئنت Error! Bookmark not defined.
۴-۱-۱- توانائیهای نرم‌افزار فلوئنت Error! Bookmark not defined.
قابلییتهای مدلسازی فیزیکی Error! Bookmark not defined.
الف- آشفتگی Error! Bookmark not defined.
ب-احتراق/واکنشهای شیمیایی Error! Bookmark not defined.
ج- تابش Error! Bookmark not defined.
د- جریانهای چند فازی Error! Bookmark not defined.
ه- جریانهای فاز گسسته Error! Bookmark not defined.
و- گزینه‌های شرائط مرزی Error! Bookmark not defined.
ز- توابع تعریف شونده توسط کاربر Error! Bookmark not defined.
ح- سایر توانمندیها Error! Bookmark not defined.
توانا ئیهای جدید نسخه‌های سری ۶ نرم‌افزار فلوئنت Error! Bookmark not defined.
۴-۱-۲- محدودیتهای نرم‌افزار فلوئنت Error! Bookmark not defined.
۴-۲- نگاهی گذرا به چگونگی استفاده از نرم‌افزار فلوئنت ۴۳
۴-۲-۱- چگونگی شبیه‌سازی جریان به روش CFD ۴۴
۴-۲-۲- راه‌ اندازی نرم‌افزار فلوئنت ۴۶
راه‌اندازی نرم‌افزار فلوئنت در سیستم عامل UNIX ۴۷
راه‌اندازی نرم‌افزار فلوئنت در سیستم عامل WINDOWS ۴۷
۴-۳- روشهای حل معادلات ۵۰
۴-۳-۱ گسسته‌سازی معادلات Error! Bookmark not defined.
۴-۳-۱-۱ روش تفاضل پیشرو مرتبه اول Error! Bookmark not defined.
۴-۳-۱-۲- روش Power Law Error! Bookmark not defined.
۴-۳-۱-۳- روش پیشرو مرتبه دوم Error! Bookmark not defined.
۴-۳-۱-۴- روش QUICK Error! Bookmark not defined.
۴-۳-۱-۵- شکل خطی شده معادله گسسته Error! Bookmark not defined.
۴-۳-۱-۶- پارامتر Under-Relaxation Error! Bookmark not defined.
۴-۳-۲- روش حل Segregated Error! Bookmark not defined.
۴-۳-۲-۱- گسسته‌سازی معادله ممنتم Error! Bookmark not defined.
روشهای میانیابی فشار Error! Bookmark not defined.
۴-۳-۲-۲- گسسته‌سازی معادله پیوستگی Error! Bookmark not defined.
۴-۳-۲-۳- گوپلینگ سرعت-فشار Error! Bookmark not defined.
الگوریتم SIMPLE Error! Bookmark not defined.
روش SIMPLEC Error! Bookmark not defined.
روش PISO Error! Bookmark not defined.
تصحیح همسایه Error! Bookmark not defined.
تصحیح تابیدگی Error! Bookmark not defined.
رفتار ویژه نیروهای وزنی قوی در جریانهای چند فازی Error! Bookmark not defined.
۴-۳-۳- روش حل Coupled Error! Bookmark not defined.
۴-۳-۳-۱- فرم برداری معادلات حاکم Error! Bookmark not defined.
پیش شرط Error! Bookmark not defined.
تجزیه تفاضل شار Error! Bookmark not defined.
۴-۳-۳-۲- گام زمانی برای جریانهای پایا Error! Bookmark not defined.
روش صریح Error! Bookmark not defined.
۴-۳-۳-۳- گسسته‌سازی موقتی برای جریانهای ناپایا Error! Bookmark not defined.
گام زمانی صریح Error! Bookmark not defined.
قدم زنی دوگانه Error! Bookmark not defined.
۴-۴ روش چند شبکه Error! Bookmark not defined.
۴-۴-۱ تقریب Error! Bookmark not defined.
اصول روش چند شبکه‌ای Error! Bookmark not defined.
انتقال اطلاعات Error! Bookmark not defined.
چند شبکه‌ای بی‌سازمان Error! Bookmark not defined.
۴-۳-۳-۴- چرخه‌های چند شبکه Error! Bookmark not defined.
۴-۳-۳-۵- روش چند شبکه‌ای جبری (AMG) Error! Bookmark not defined.
۴-۴- مدلهای تابشی و حرارتی Error! Bookmark not defined.
۴-۴-۱- کاربردهای انتقال حرارت تشعشعی Error! Bookmark not defined.
۴-۴-۲- تشعشع خارجی Error! Bookmark not defined.
۴-۴-۳- انتخاب یک مدل تشعشع Error! Bookmark not defined.
۴-۴-۴- مدل تابشی DTRM Error! Bookmark not defined.
– تئوری و معادلات حاکم مدل DTRM Error! Bookmark not defined.
مسیریابی پرتو Error! Bookmark not defined.
دسته‌بندی Error! Bookmark not defined.
شرط مرزی مدل DTRM در دیواره‌ها Error! Bookmark not defined.
شرط مرزی مدل DTRM در ورودیها و خروجیهای جریان Error! Bookmark not defined.
۴-۴-۵- مدل تابشی P–1 Error! Bookmark not defined.
تئوری و معادلات مدل P-1 Error! Bookmark not defined.
– پراکندگی غیر همگن Error! Bookmark not defined.
– اثرات ذره در مدل P-1 Error! Bookmark not defined.
– شرط مرزی مدلP-1 در دیواره‌ها Error! Bookmark not defined.
شرط مرزی مدل P-1 در ورودیها و خروجیهای جریان Error! Bookmark not defined.
۴-۴-۶- مدل تابشی راسلند Error! Bookmark not defined.
– تئوری و معادلات مدل راسلند Error! Bookmark not defined.
شرط مرزی راسلند در ورودیها و خروجیهای جریان Error! Bookmark not defined.
۴-۴-۷- مدل تابشی D O Error! Bookmark not defined.
– تئوری و معادلات مدل DO Error! Bookmark not defined.
۴-۵- جریانهای چندفازی ۵۵
۴-۵-۱- مدل حجم سیال(VOF) ۵۶
۴-۵-۱-۱- تئوری مدل VOF ۵۷
میانیابی در مرز تقابل بین فازها ۵۸
– روش تجدید ساختار هندسی ۵۹
– روش Donor-Acceptor ۶۰
– روش صریح اولر ۶۰
– روش ضمنی ۶۱
– کشش سطح ۶۲
– چسبندگی دیواره ۶۳
۴-۵-۲- چگونگی استفاده از مدل VOF ۶۴
– فعال سازی مدل VOF ۶۵
– تعریف فازها ۶۶
– فعال سازی کشش سطحی و چسبندگی دیواره ۶۶
– انتخاب فرمولاسیون VOF ۶۶
– چند مثال نمونه ۶۸
تنظیم پارامترهای شبیه‌سازی جریان ناپایا برای مدل VOF ۶۸
وارد کردن نیروی وزن در محاسبات VOF ۶۹
تعیین شرائط مرزی ۷۰
– تعیین شرائط اولیه کسرهای حجمی ۷۱
– استراتژیهای حل ۷۱
پس پردازش مدل VOF ۷۳
۴-۵-۲- مدل کاویتاسیون ۷۳
۴-۵-۲-۱- تئوری مدل کاویتاسیون ۷۴
– معادله کسر حجمی ۷۴
– محاسبه انتقال جرم بین فازها ۷۵
۴-۵-۲-۲- چگونگی استفاده از مدل کاویتاسیون ۷۶
– فعال‌ کردن مدل کاویتاسیون ۷۶
– تعریف فازها ۷۷
– تنظیم پارامترهای مدلسازی کاویتاسیون ۷۷
– تأثیر نیروی وزن در محاسبات کاویتاسیون ۷۸
– تعیین شرائط مرزی ۷۸
– استراتژی حل ۷۸
۴-۵-۳- مدل اختلاط خطای جبری (ASM) ۷۸
۴-۵-۳-۱- تئوری مدل اختلاط خطای جبری (ASM) ۷۹
– معادله کسر حجمی فاز ثانویه ۸۱
۴-۵-۳-۲- چگونگی استفاده از مدل ASM ۸۲
– فعال‌ کردن مدل ASM ۸۲
– تنظیم پارامترهای مدل ASM ۸۳
– تعیین شرائط مرزی ۸۳
– تعیین شرائط اولیه کسرهای حجمی ۸۴
– استراتژی حل ۸۴
فصل پنجم/سد انحرافی گرمسار Error! Bookmark not defined.
۵-۱- سد انحرافی گرمسار: ۸۵
مقدمه: ۸۵
۵-۲- مشخصات جغرافیای و عمومی سد انحراف گرمسار ۸۶
فصل ششم/نتایج آنالیز جریان بر روی سرریز سد انحرافی گرمسار ۹۲
۶-۳ مراحل آنالیز جریان بر روی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار با استفاده از برنامه Fluent ۹۳
۶-۳-۱- تعریف کردن هدفهای شبیه‌سازی ۹۳
۶-۳-۲- انتخاب مدل محاسباتی ۹۳
۶-۳-۳- انتخاب مدل فیزیکی ۹۳
۶-۳-۴- مراحل انجام پروژه تحقیقات: ۹۴
۶-۳-۴-۱ تولید شکل : ۹۴
۶-۳-۴-۲- شبکه بندی در نرم‌افزارهای پیش‌پردازنده: ۹۴
۶-۳-۴-۳- انواع شبکه‌ بندی ۹۶
۶-۳-۴-۴- شبکه‌بندی سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار: ۹۷
۶-۳-۴-۵- بررسی شبکه‌بندی مدل سرریز اوجی انحرافی گرمسار ۹۸
۶-۳-۵- تعیین شرایط مرزی برای شبکه‌بندی مدل سرریز اوجی سد انحرافی گرمسار ۱۰۲
۶-۳-۶- انتخاب شیوه محاسباتی و فرمول بندی حل مدل سرریز اوجی سد گرمسار در برنامه Fluent ۱۰۴
۶-۳-۷- تعیین خواص سیال ۱۰۴
فصل هفتم/بحث و نتیجه‌گیری ۱۱۰
نتیجه‌گیری و پیشنهادات : ۱۱۱
پیشنهادات: ۱۱۲
مراجع و منابع ۱۱۳