بسته آموزشی فاز گسسته سیال (DPM)، 10 مثال کاربردی برای کاربران مبتدی

ورود ذرات گرد و غبار به اتاق

در پروژه شماره 5 شبیه سازی عددی ورود ذرات گرد و غبار از پنجره ها به داخل اتاق انجام شده است. در این پروژه ذرات گرد و غبار ورودی به ساختمان با سرعت 0.25 متر بر ثانیه بررسی شده و رسوب و حرکت گرد و غبار خانه به تصویر کشیده شده است. همچنین از مدل DPM دو طرفه استفاده شده است.

فرسایش در زانویی 90 درجه

متأسفانه سیال تقریباً در تمام کاربردهای صنعتی خالص نیست، بنابراین فرسایش باعث ایجاد مشکلاتی در حمل و نقل خط لوله می شود. همچنین موضوعی که این رویداد را تقویت می کند میزان تلاطم جریان است. هرچه جریان آشفته تر باشد، تکانه بیشتری توسط ذرات جریان می یابد. هنگامی که جریان تغییر جهت می دهد، تأثیرات روی خط لوله انتقال بیشتر است و در نتیجه فرسایش بیشتری ایجاد می شود. علاوه بر تلاطم جریان، عوامل دیگری مانند اندازه ذرات، سرعت تغییر جهت جریان ذرات، تعداد برخورد ذرات به سطح و نرخ جریان نیز بر میزان و مشخصات فرسایش تأثیر می‌گذارند. نقطه پایانی دیگر این است که فرسایش معمولاً جایی است که جریان تغییر مسیر می دهد. دقیقاً به همین دلیل است که مشخصات فرسایش بست ها و مفاصل در زانوها به طور کلی بررسی می شود. در این پروژه به این موضوع پرداخته ایم.

جریان ذرات در زانویی، فرسایش

در پروژه شماره6، جریان هوای حاوی ریز ذرات داخل یک زانو شبیه سازی شده است. هوا با سرعت 17 متر بر ثانیه وارد لوله می شود و ذرات را تا زمانی که به زانویی برسد حمل می کند. بیشتر ذرات با سطح زانویی بیرونی برخورد کرده و به تدریج سطح داخلی لوله را فرسایش می دهند. مدل استاندارد k-epsilon برای حل معادله جریان سیال آشفته مورد استفاده قرار می گیرد.

فرسایش در لوله خمیده

 در پروژه شماره 8، شبیه سازی فرسایش در لوله خم شده توسط یک مدل فرسایش DPM دو طرفه برای مشاهده نرخ فرسایش در لوله است. سیال کار مایع آب است و ذرات ماسه از نوع ذرات تزریق شده DPM هستند. ذرات بی اثر و بدون سرعت اولیه هستند.

جریان فاز گسسته سیال به دام افتاده (Trapper)

جریان‌های چند فازی به گروه‌های مختلفی از جمله جریان‌های چند فازی پراکنده رایج در سیستم‌های مهندسی طبقه‌بندی شدند. در چنین جریانی، یک فاز فاز حامل در نظر گرفته می شود که در آن ذرات، حباب ها و قطرات پراکنده شده و فازهای دیگری را تشکیل می دهند. شبیه سازی CFD نقش برجسته ای در بهینه سازی طراحی سیستم های جریان چند فازی توزیع شده ایفا می کند. در پروژه شماره 9 تلاش شده است تا جریان مکانیزم به دام انداختن ذرات به نام تله فاز گسسته (TRAPPER) شبیه سازی و تحلیل شود. جریان شامل فازهای پیوسته و پراکنده با سرعت 5 متر بر ثانیه وارد حوزه محاسباتی می شود و مدل استاندارد k-epsilon برای حل معادلات جریان سیال مورد استفاده قرار گرفته است.

تزریق اسپری استنشاقی آسم به ریه

در پروژه شماره 10، اسپری آسم در ریه های انسان با استفاده از روش DPM یک طرفه (مواد فاز گسسته) مورد بررسی قرار گرفت. در این شبیه سازی از دو نوع ماده استفاده می شود: هوا و ذراتی که به صورت ماده فاز گسسته وارد ریه ها می شوند. مسیر ذرات در ریه مشاهده شد. سرعت ورودی هوا در 5 متر بر ثانیه با گرانش -9.81 متر بر ثانیه در محور z وارد میدان می شود.