دفاعیه دکتری در دانشکده مهندسی مکانیک

  مهندس مهران رجبی زرگرآبادی دانشجوی دوره دکتری مهندسی مکانیک روز شنبه نهم آبان‌ماه 88 از رساله خود با عنوان «مدل‌سازی مرتبه دو جریان و انتقال حرارت آشفته در جریان‌های خنک‌کاری» به راهنمایی دکتر فرزاد بازدیدی تهرانی دفاع خواهد نمود.

  چکیده رساله

  روش های مختلفی برای مدل سازی ترم های آشفتگی جریان و انتقال حرارت در معادلات متوسط گیری شده ارائه شده است. این روش ها با توجه به شکل معادلات، مرتبه معادلات، محدوده اعتبار و روش حل می­تواند متفاوت باشد. هدف از انجام رساله حاضر دستیابی به حل مرتبه دو کامل به عنوان بهترین ترکیب ممکن از مدل­های آشفتگی جریان و انتقال حرارت در تحلیل عددی جریان­های خنک کاری است. رساله حاضر با توضیح روش های مختلف شبیه سازی جریان آشفته، به ویژه مدل های شار حرارتی آشفته آغاز می­شود. در ادامه ، ضمن تبیین معادلات حاکم، مدل مرتبه دو رینولدز پایین برای تانسور تنش رینولدز معرفی شده است. سه مدل شناخته شده مرتبه دو شار حرارتی آشفته به نام­های GGDH ، HOGGDH و IAHF برای مدل سازی دقیق شار حرارتی آشفته به کار گرفته شده­اند. در این راستا، سه هندسه جریان مختلف با استفاده از مدل مرتبه دو کامل مورد تحلیل عددی قرار گرفته است. حالت اول، جریان توسعه یافته در یک لوله با دمای ثابت سطح است که برای اطمینان از اعمال صحیح مدل های شار حرارتی آشفته در کد محاسباتی انتخاب شده است. همچنین، با مقایسه نتایج عددی و مقادیر تجربی موجود دقت مدل ها مورد ارزیابی قرار گرفته است. در حالت دوم، جریان و انتقال حرارت آشفته در یک شیار جت برخوردی در نظر گرفته شده است. استفاده از مدل مرتبه دو جریان به همراه مدل شار حرارتی آشفته GGDH و HOGGDH توزیع مناسبی از عدد ناسلت را در مقایسه با نتایج تجربی ارائه می­دهد. در حالت ­سوم، برای اصلاح پیش بینی اثر بخشی خنک کاری لایه­ای از حل مرتبه دو جریان و انتقال حرارت آشفته استفاده شده است. ترکیب مدل مرتبه دو رینولدز پایین جریان با مدل IAHF اثربخشی طولی و جانبی خنک کاری را با مطابقت بسیار خوبی با نتایج تجربی پیش بینی می­کند ، در حالی که مدل SED گستردگی جت سرد را کم تر از مقدار واقعی محاسبه می­کند . محاسبه عدد پرانتل آشفتگی نشان می­دهد که این پارامتر تغییرات قابل توجهی در لایه خنک کاری دارد.

  واژه‌های کلیدی: مدل مرتبه دو، تنش­های رینولدز، مدل های شار حرارتی آشفته، عدد پرانتل آشفتگی، جریان داخل لوله، خنک کاری برخوردی، خنک کاری لایه­ای.