پدیده جوشش و تشکیل حباب، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

۱,۴۵۸,۰۰۰ تومان تخفیف دانشجویی

  • پدیده جوشش و تشکیل حباب را با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت شبیه سازی کردیم.
  • هندسه مدل را به صورت سه‌بعدی با استفاده از نرم افزار انسیس دیزاین مدلر طراحی کردیم.
  • مدل را با نرم افزار انسیس مشینگ مش بندی کردیم.
  • مش بندی از نوع با سازمان (structured) بوده و تعداد 570000 سلول ایجاد شد.
  • شبیه سازی را از نظر زمانی به صورت ناپایا (unsteady) انجام دادیم و از حلگر گذرا (transient) استفاده کردیم.
  • از مدل چندفازی حجم سیال (VOF) برای تعریف فرایند جوشش استفاده کردیم.
  • در این پروژه، روش‌های گسسته سازی مختلفی شامل HRIC و Compressive و Geo-Reconstruct را بررسی و با یکدیگر مقایسه کردیم.

بر روی افزودن به سبد خرید کلید کرده و فایل های هندسه، مش و فیلم آموزشی جامع را دریافت کنید.

برای سفارش پروژه خود و یا بهره مندی از مشاوره رایگان، با کارشناسان ما از طریق ایمیل (info@ansysfluent.ir)، پشتیبانی آنلاین و یا واتس اپ (09126238673) در ارتباط باشید.

برای کنترل کیفیت خدمات ما میتوانید از محصولات رایگان استفاده کنید.

اگر به ویدیو آموزشی هندسه و مش یک محصول نیاز دارید، میتوانید این گزینه را انتخاب کنید.

در صورتی که نیاز به مشاوره تخصصی از طریق فیلم آموزشی دارید، این گزینه پشتیبانی فنی 1 ساعته در اختیار شما قرار می دهد.

توضیحات

شرح پروژه (پدیده جوشش)

هدف از مسأله جاضر، شبیه سازی عددی پدیده جوشش و تشکیل حباب با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) است. در این شبیه سازی، روش‌های مختلف گسسته با یکدیگر مقایسه شده است.

پدیده جوشش (boiling) به معنای تبخیر سریع یک مایع وقتی اتفاق می‌افتد که مایع تا نقطه جوش آن گرم شود. دمایی که در آن فشار بخار مایع با فشار وارد شده به مایع توسط محیط اطراف برابر است.

جوشش را می‌توان به دو نوع طبقه‌بندی کرد: جوش هسته‌ای (nucleate boiling)، که در آن حباب‌های کوچک بخار در مکان‌های مشخص ایجاد می‌شود؛ و جوشش شار حرارتی بحرانی (critical heat flux boiling)، که در آن سطح جوشش بالاتر از یک دمای بحرانی خاص گرم می‌شود و لایه‌ای از بخار روی سطح تشکیل می‌شود.

جوشش انتقالی (transition boiling) یک شکل میانی ناپایدار از جوشش است که دارای اجزای هر دو شکل است. نقطه جوشش آب 100 درجه سانتی‌گراد یا 212 درجه فارنهایت است؛ با این حال، در ارتفاعات به دلیل کاهش فشار هوا کمتر است.

هندسه مدل حاضر با استفاده از نرم افزار دیزاین مدلر (Design Modeler) طراحی شده است. دامنه محاسباتی شامل یک مکعب 15×15 سانتی‌متر با سطح گرمایش 2×2 سانتی‌متر است.

برای شبکه بندی از نرم افزار انسیس مشینگ (Ansys Meshing) استفاده شده است. ومش بندی از نوع با سازمان (structured) بوده و تعداد 570000 سلول ایجاد شده است.

روش‌های استفاده شده

برای این شبیه سازی، از مدل چندفازی حجم سیال (volume of fluid (VOF)) برای مدلسازی پدیده جوشش استفاده شده است.

در این شبیه‌سازی، تفاوت بین مدل‌های HRIC و Compressive و Geo-Reconstruct و تأثیر آنها بر نتایج خروجی با تغییر روش گسسته‌سازی کسر حجمی (volume fraction) مورد بحث قرار گرفت. دامنه محاسباتی یک مکعب 15×15 سانتی متری با سطح گرم شده 2×2 سانتی متر است. تغییر در روش گسسته سازی کسر حجمی تغییر قابل توجهی در دمای سطحی و ضریب انتقال حرارت نشان نداد. فقط مدل Geo-Reconstruct به صورت بصری یک شبیه‌سازی واقعی‌تر را با هزینه محاسباتی بالاتر مدل‌سازی می‌کند.

نتایج

جدول زیر روشن می‌کند که میانگین دمای سطحی در ورودی مسأله و ضریب انتقال حرارت در این سه مدل گسسته تغییر چندانی نمی‌کند. در شبیه سازی با هزینه محاسباتی بالا، پیشنهاد می‌شود که روش‌های گسسته سازی compressive و modified HRIC هزینه محاسباتی کمتری داشته باشد. با این حال، برای شبیه سازی نزدیک به واقعیت بهتر است از مدل Geo-reconstruct استفاده شود که هزینه محاسباتی بالاتری دارد.

روش‌های گسسته سازی دمای سطحی (k) ضریب انتقال حرارت (W/m^2.K)
compressive   385.835   102.398
Modified HRIC   385.688   102.547
Geo-reconstruct 387.96463 101.76327

برای افزایش دقت شبیه سازی، المان‌های شبکه باید در نزدیکی سطح داغ ریزتر باشند. فاصله سلول اول در مطالعات جوشش ضروری است، اما این امر در افزایش هزینه‌های محاسباتی در شبیه سازی‌های سه بعدی بسیار موثر است.

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

Leave a customer review

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Back To Top
جستجو
Whatsapp تماس با واتس آپ