اثر میدان مغناطیسی بر جریان سیال (MHD)، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

۷۲۶,۰۰۰ تومان تخفیف دانشجویی

  • در این پروژه، به شبیه سازی اثر میدان مغناطیسی بر جریان سیال (MHD) با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم.
  • مدل دو بعدی حاضر با استفاده از نرم افزار ANSYS Design Modeler ترسیم شده است.
  • مش بندی مدل با استفاده از نرم افزار ANSYS Meshing انجام شده است .
  • نوع مش ساختاریافته است. تعداد سلول های محاسباتی 10000 می باشد.
  • از مدل MHD برای شبیه سازی اثرات مغناطیس استفاده کرده ایم.


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 ([email protected])، 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 اثر میدان مغناطیسی بر جریان سیال

در این پروژه، به شبیه سازی اثر میدان مغناطیسی بر جریان سیال (MHD) با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم. در این پروژه در واقع، جریان سیال با خواص هدایت الکتریکی در یک محفظه مربع ساده شبیه سازی شده است.  برای مدل سازی این کار از مدل MHD استفاده شده است.

مغناطیسی هیدرودینامیک (MHD) علمی است که به بررسی خواص مغناطیسی سیالات رسانای الکتریکی می پردازد. در واقع، MHD با برهمکنش بین ذرات مغناطیسی در یک جریان سیال و میدان مغناطیسی سر و کار دارد. در این حالت، میدان جریان سیال و میدان مغناطیسی با هم ترکیب می شوند که تحت تأثیر القای جریان الکتریکی ناشی از حرکت مواد رسانا در یک میدان مغناطیسی و همچنین نیروی لورنتس ناشی از برهمکنش مغناطیسی است.

میدان و جریان الکتریکی مدل MHD در شبیه سازی حاضر با روش القای مغناطیسی تعریف شده است. این روش تعریف MHD شامل دو تابع میدان شار مغناطیسی اسکالر تعریف شده توسط کاربر در جهت x و y می باشد. روش پتانسیل الکتریکی، از سوی دیگر، شامل یک تابع اسکالر ولتاژ است. برای چهار مرز ناحیه محاسباتی مسئله، شرایط مرزی نوع دیوار عایق تعریف شده است. این بدان معناست که هیچ جریان الکتریکی در این مرزها منتقل نمی شود.

مسئله حاضر ابتدا عدد پرانتل بدون بعد را بدون استفاده از مدل MHD بررسی می کند. یعنی نسبت انتشار اندازه حرکت به نفوذ حرارتی را در مدل بررسی می کند. سپس عدد هارتمن را با مقدار ثابتی از عدد پرانتل بررسی می‌کند و به دنبال آن مقدار شار مغناطیسی را در حضور MHD بررسی می‌کند. نسبت نیروی الکترومغناطیسی به نیروی ویسکوزیته را در مدل بررسی می کند. در نهایت در یک مقدار ثابت از عدد هارتمن، تغییرات زاویه اعمال شار مغناطیسی به جریان سیال را بررسی می کند.

مدل دو بعدی حاضر با استفاده از نرم افزار ANSYS Design Modeler ترسیم شده است. مدل حاضر شامل یک فضای محاسباتی مربعی با ضلع یک متری است که از چهار دیوار بالا، پایین، چپ و راست تشکیل شده است.
مش بندی مدل با استفاده از نرم افزار ANSYS Meshing انجام شده است و نوع مش ساختاریافته است. تعداد سلول های محاسباتی 10000 می باشد.

روش های استفاده شده

در شبیه‌سازی میدان مغناطیسی حاضر، معادلات انرژی، معادلات نیروی لورنتس و معادلات MHD فعال شده اند و بر این اساس، برای تعریف میدان مغناطیسی در مدل، یک اصطلاح منبع برای انرژی، تکانه و شار مغناطیسی به کار می‌رود.

برای تعریف سیال مورد نظر، از چگالی برابر با 998.2 kg.m-3، هدایت حرارتی برابر با 0.6 Wm-1.K-1، ویسکوزیته دینامیکی برابر با 0.001003 kg.m-1.s-1، ضریب انبساط حرارتی 0.000214 K-1 و رسانایی الکتریکی 1000000 siemense.m-1 (s3.A2.kg-1.m-2) استفاده شد.
حال با توجه به فرمول عدد پرانتل، مقدار ظرفیت گرمایی ویژه باعث تغییر عدد پرانتل می شود. مقدار پرانتل در مدل های مختلف شامل 0.01، 0.02، 0.03 و 0.004 می باشد. همچنین با توجه به فرمول عدد هارتمن، مقدار شار مغناطیسی اعمال شده باعث تغییر عدد هارتمن می شود. مقدار عدد هارتمن در مدل های مختلف شامل 0.003284، 0.006568، 0.013135 و 0.032838 می باشد. این مقدار هارتمن با بزرگی شار مغناطیسی اعمال شده به مدل تغییر می کند، اما این مقدار شار مغناطیسی در یک زاویه خاص (به صورت عمودی و فقط در جهت محور y) اعمال می شود.
در قسمت پایانی کار با فرض ثابت بودن مقدار شار مغناطیسی جهت اعمال میدان مغناطیسی جهات مختلفی از جمله زاویه صفر درجه (افقی و فقط در جهت محور x) در نظر گرفته شده است. 45 درجه با محور x در زاویه 60 درجه نسبت به محور x و زاویه 90 درجه (فقط به صورت عمودی نسبت به محور y) قرار دارد.

اثر میدان مغناطیسی بر جریان سیال

نتایج

در پایان فرآیند حل، کانتور های دو بعدی فشار، سرعت، دما و همچنین مسیرهای دو بعدی را در سه مرحله شبیه سازی مختلف به دست آوردیم. در مرحله اول بدون اعمال مدل MHD است و عدد پرانتل و در نتیجه میزان ویسکوزیته دینامیکی را در چهار مقدار مختلف با هم مقایسه کرده ایم. مرحله دوم با تعریف مدل MHD و با فرض ثابت بودن عدد پرانتل، مقدار عدد هارتمن و در نتیجه بزرگی شار مغناطیسی را در چهار مقدار مختلف اما در جهت ثابت مقایسه کرده ایم. در مرحله سوم با تعریف مدل MHD با فرض عدد پرانتل و همچنین عدد هارتمن ثابت، جهت اعمال شار مغناطیسی را در چهار زاویه مختلف اما با مقدار ثابت مقایسه کرده ایم.

نقد و بررسی‌ها

هنوز بررسی‌ای ثبت 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