آموزش شبیه سازی اثر میدان مغناطیسی بر روی نانوسیال

آموزش شبیه سازی اثر میدان مغناطیسی بر روی نانوسیال


با خرید این محصول، ویدئوی آموزش شبیه سازی اثر میدان مغناطیسی بر روی نانوسیال در نرم افزار ansys fluent همراه با فایل شبکه بندی آن (msh.) را دریافت خواهید کرد.

نقد و بررسی : آموزش شبیه سازی اثر میدان مغناطیسی بر روی نانوسیال

شرح مسأله

مسأله حاضر به شبیه سازی اثر میدان مغناطیسی بر روی نانوسیال موجود در یک کانال دو بعدی با استفاده از نرم افزار ansys fluent پرداخته است. یک کانال به صورت دو بعدی در نظر گرفته شده است؛ به طوری که فضای داخلی آن از نانوسیال تشکیل شده است و لایه بیرونی آن از جنس آلومینیوم است. نانوسیال تعریف شده در مدل از جنس اکسید آهن تحت عنوان Fe3O4 است و دارای دو درصد ذرات نانو است. این نانوسیال اعمالی دارای چگالی برابر با 1081.158 kg.m-3 و ظرفیت حرارتی مخصوص برابر با 3841 j.kg-1K-1 و رسانش حرارتی برابر با 0.640835 W.m-1K-1 و ویسکوزیته برابر با 0.001055 kg.m-1s-1 است. درواقع هرگاه ذرات فلز یا آلیاژی با ابعاد بسیار کوچک در حدود درجه نانو درون فضای داخلی یک سیال پایه مخلوط شوند، نانوسیال تولید می شود که می تواند کاربردهایی مانند تقویت انتقال حرارت به دلیل رسانایی فلزات مذکور داشته باشد. همچنین در این شبیه سازی، اثر وجود میدان مغناطیسی درون نانوسیال را بر روی رفتار نانوسیال و انتقال حرارت آن بررسی شده است. بنابراین از مدل magnetic hydro-dynamic یا همان MHD استفاده شده است. در کار حاضر، برای تعریف میدان مغناطیسی از روش القای مغناطیسی (magnetic induction) استفاده شده است. وقتی از این روش استفاده می شود، یک میدان مغناطیسی خارجی تولید می شود که می تواند در راستاهای مختلف از مختصات کارتزین، شار مغناطیسی معینی اعمال نماید. در کار حاضر از میدان مغناطیسی ثابت استفاده شده است و شار مغناطیسی معادل با 1 tesla فقط در راستای محور y یا همان شعاع کانال تعریف شده است. از نظر شرایط مرزی نیز برای دیواره بیرونی کانال از شرط عایق استفاده شده است یعنی هیچ جریان الکتریکی عبور نمی کند و همچنین برای دیواره داخلی و مرز مشترک بین بخش های جامد و سیال مدل از شرط کوپل استفاده شده است تا انتقال جریان الکتریکی دوطرفه باشد. جریان نانوسیال با سرعتی برابر با 0.0837 m.s-1 و دمایی برابر با 300 K وارد کانال می شود و با فشاری برابر با فشار اتمسفر از کانال خارج می شود و دیواره بیرونی کانال نیز دارای شرط مرزی حرارتی از نوع دما ثابت است که دارای دمایی برابر با 320 K می باشد.

 

گام اول) ترسیم هندسه و شبکه ­بندی

مدل حاضر به صورت دو بعدی و با استفاده از نرم ­افزار design modeler طراحی شده است. مدل مربوط به یک کانال است که به دلیل تقارن هندسی، به صورت دو بعدی ترسیم شده است. این مدل دارای طول و عرض برابر با 0.49 متر و 0.01 متر است؛ به طوری که دارای یک مرز ورودی در سمت چپ و یک مرز خروجی در سمت راست است و مرز پایین این ناحیه تحت عنوان محور مرکزی تعریف شده است. همچنین در مجاورت دیواره بیرونی کانال، یک مرزی به عنوان interface یا همان دیواره مشترک بین ناحیه سیال و جامد تعریف شده است. شبکه ­بندی مدل حاضر با استفاده از نرم ­افزار ansys meshing انجام گرفته است. شبکه ­بندی به صورت سازمان یافته انجام گرفته و تعداد سلول­ های تولیدی معادل با 9282 می باشد.

 

 

گام 2) مراحل شبیه ­سازی

برای شبیه ­سازی مدل حاضر، چند فرض در نظر گرفته شده است که عبارتند از:

  • شبیه­ سازی براساس دیدگاه مبتنی بر فشار (pressure-based) صورت گرفته است.
  • شبیه ­سازی در هر دو حالت سیالاتی و انتقال حرارتی انجام گرفته است.
  • شبیه ­سازی حاضر از نظر زمانی به صورت پایا (steady) می باشد؛ یعنی ترم زمان در حل مسأله لحاط نشده است.
  • اثر گرانش (gravity) بر روی مدل نادیده گرفته شده است.

 

خلاصه ­ای از مراحل تعریف مسأله و تعریف حل آن در جدول زیر آمده است:

 

 

گام سوم) نتایج نهایی

پس از پایان فرایند حل، کانتورهای دو بعدی مربوط به فشار، سرعت، دما و میدان مغناطیسی در راستاهای افقی و عمودی در مدل به دست آمده است. همچنین نمودار تغییرات میدان مغناطیسی عمودی در راستای طولی محور مرکزی کانال به دست آمده است. نتایج حاضر اثرگذاری اعمال میدان مغناطیسی و شرط مرزی حرارتی را بر روی رفتار جریان نانوسیال و انتقال حرارت آن نشان می دهد.

 

 

نقد وبررسی

نقد بررسی یافت نشد...

اولین نفر باشید که نقد و بررسی ارسال میکنید... “آموزش شبیه سازی اثر میدان مغناطیسی بر روی نانوسیال”

پیگیری سفارش
لیست مقایسه
شگفت انگیز ها
you tube
logo-samandehi