دانلود کتب، جزوات و مقالات فیزیک

در اين مقاله كارآيي روكشهاي پليمري غير قابل انحلال در آب (non-compliant coatings) در کاهش ضريب پساي اجسامي با تقارن محوري (همچون اژدر) بطور تجربي مورد بررسي قرار گرفته است. براي اندازه گيري نيروي پسا از دستگاه خاصي به نام برج آب(Water Tower)  كه مختص اين پروژه طراحي و ساخته شده بود استفاده به عمل آمده است. اندازه گيري نيروي پسا در دستگاه مزبور بر روي مدل كوچكي از يك اژدر خاص و در زاويه حمله صفر صورت پذيرفت. شرايط آزمايش نيز به نحوي تنظيم گرديد تا عدد رينولدز جريان به اندازه كافي بالا ( بيش از ۱۰۰۰۰) باشد تا بتوان ضريب پساي جسم را با اطمينان خاطر مستقل از عدد رينولدز در نظر گرفت. آزمايشات يكبار بدون استفاده از روكش پليمري و بار ديگر با استفاده از روكش پليمري بر روي مدل مزبور صورت پذيرفت. نتايج حاصله حاكي از آن است كه با استفاده از روكش بسيار نازكي از پليمر آب گريزانKSBP  (ساخت شركتKiss-Cote ) ميتوان ضريب پساي اجسامي همچون اژدر را بطور قابل ملاحظه اي كاهش داد. ميزان اين كاهش در مورد مدلي كه در اين تحقيق مورد استفاده قرار گرفته است در حدود ۲۰ درصد مي باشد. تحقيق مزبور همچنين كارآيي دستگاه برج آب را بعنوان رقيبي جدي براي تونل آب به ثبوت مي رساند.

افت جريان عبوري مخلوط سوخت و هوا، از مجراي سوپاپ عامل بسيار موثر در طراحي و بهينه سازي سوپاپ ها مي باشد. اگر سوپاپ از يك حدي بيشتر بلند شود، افت جريان عبوري از مجراي سوپاپ به طور قابل ملاحظه اي افزايش مي يابد (به دليل گردابه هاي تشكيل شده در پايين دست سوپاپ) و اگر خيلي كم باشد، تنشهاي برشي ديواره ها زياد شده و باعث افت در جريان عبوري مي شود. در اين مقاله تاثير پارامتر L) L/D: مقدار کل بلند شدگي سوپاپ – D: قطر متوسط سيت سوپاپ) برافت مخلوط عبوري، بررسي مي شود.

در اين مقاله مساله انتقال حرارت جابجايي آزاد در يك محفظه نيمه متخلخل با استفاده از روش حجم محدود و الگوريتم سيمپلتي بر روي شبكه هم مكان مورد بررسي قرار گرفته است. محفظه توسط ديواره هاي صلبي كه تحت اختلاف دماي ثابت قرار دارند، محصور شده است. معادلات حاكم بر جريان سيال و انتقال حرارت با بهره گيري از رابطه دارسي و معادلات تصحيح شده بريكمن - فورچيمر ارايه شده ا ست. معادلات براي عدد رايلي 9×10⁵ و عدد دارسي 2×10^-6 براي نسبت ضريب انتقال حرارت هدايتي 2.26 و 17.1 حل گرديده و مقايسه نتايج عددي با مقادير تجربي نشانگر صحت محاسبات عددي مي باشد. نتايج عددي نشان دهنده قابليت بالاي روش سيمپلتي در درك فيزيك مسايل جابجايي آزاد و همگرايي سريعتر مي باشد.

يكي از روشهايي كه در سالهاي اخير براي افزايش نرخ تبخير و يا خشك كردن مواد پيشنهاد و مورد مطالعه قرار گرفته استفاده از ميدان الكتريكي است. مزيت اين روش عدم نياز به افزايش دما براي تشديد نرخ تبخير است. در اين مقاله اثر اعمال ميدان الكتريكي و نيز سرعت عبور هوا بر نرخ تبخير از دو طرف كه يكي حاوي گلوله هاي شيشه اي با قطر 3 ميليمتر و ديگري حاوي پودر شيشه است به صورت تجربي بررسي و نتايج آن ارايه شده است اين روش مي توان با مصرف انرژي بسيار كم نرخ تبخير را در فشار و دماي محيط بخصوص وقتي كه سرعت جريان هوا كم باشد تا حدود پنج برابر افزايش داد. نتايج نشان مي دهد كه در شرايط مشابه نرخ از تبخير از پودر شيشه به مقدار قابل توجهي از نرخ تبخير از گلوله هاي شيشه اي بيشتر شود.

وجود شكافت و پرتوزايي شديد، به علت واپاشي پاره هاي شكافت سبب گرم شدن شديد سوخت، غلاف، كند كننده، خنك كننده و ساير مواد ساختاري راكتور مي شود. اين حرارتي است كه مي بايست به انرژي مفيد و كاملا موثر تبديل شود. قدرت قابل حصول از يك راكتور بستگي به مقدار انتقال حرارتي دارد كه بدون آسيب رساندن به مواد ساختاري راكتور و يا ميله هاي سوخت حاصل مي شود. در حقيقت، طراحي يك قلب راكتور همان اندازه كه به ملاحظات هسته اي بستگي دارد به ملاحظات حرارتي نيز وابسته است. در كار حاضر، با در نظر گرفتن حالت پايا، جريان سيال تك فازي و شار حرارتي كسينوسي (ناشي از توليد حرارت كسينوسي قرص هاي سوخت)، توزيع درجه حرارت و تاثير كانال هاي جريان در توزيع درجه حرارت اجزا يك ميله سوخت با استفاده از كد محاسباتيCOBRA III-C  (خاص نيروگاه هاي هسته اي) بررسي شده است. جواب هاي بدست آمده براي چگونگي توزيع درجه حرارت از اين كد، با حل تحليلي، حل عددي نرم افزارFLUENT  و با نتايج تجربي در حالت بدون نگهدارنده و براي يك ميله سوخت با نگهدارنده با توجه به عدم وجود نتايج تجربي با جواب هاي بدست آمده از نرم افزارFLUENT  مقايسه شده است. نتايج حاصل داراي تطابق خوبي هستند.

در اين تحقيق، حل جريان غير لزج و تراكم پذير حول اجسام سه بعدي پيچيده توسط روش عددي صريح «رو» و با استفاده از شبكه بي سازمان صورت گرفته است. براي افزايش دقت گسسته سازي مكاني، از تخمين شار بر روي وجوه به روش MUSCL استفاده گرديده و تاثير دقت الگوريتم حل عددي بر روي مشخصات ميدان جريان بررسي شده است. جهت افزايش نرخ همگرايي حل روش صريح رو در نتيجه كاهش زمان محاسباتي، از روشهاي گام زماني موضعي و هموارسازي ضمني مانده ها استفاده شده است. جهت اطمينان از صحت و دقت الگوريتم حل، شبيه سازي عددي جريان گذر صوتي حول بال ONERA M6 به ازاي ماخ جريان آزاد برابر با 0.84 و زاويه حمله 3.06 درجه صورت گرفته و نتايج به دست آمده با داده هاي تجربي و نتايج عددي معتبر در اين زمينه مقايسه شده اند. همچنين حل عددي جريان مافوق صوت حول يك پرتابه به ازاي ماخ جريان آزاد صورت گرفته و مشخصات آيروديناميكي پرتابه در زواياي حمله مختلف با اطلاعات تجربي و عددي قابل دسترس مقايسه شده اند.

مدلسازي فرآيند انتقال حرارت تشعشعي به روشهاي گوناگوني انجام مي شود و هريك از آنها داراي قابليتها و دقتهاي متفاوتي هستند. در مطالعه حاضر براي مدلسازي انتقا لحرارت تشعشعي از مدلهاي ناحيه اي، روزلند، پي-1، انتقال گسسته و دسته بندي گسسته استفاده شده است. براي روش ناحيه اي برنامه اي به زبان فرترن نوشته شده و براي ساير روشها از نرم افزار فلوئنت استفاده شده است. در تمام روشهاي فوق گاز به صورت حقيقي در نظر گرفته شده و براي مدلسازي آن از روش مجموع وزني چند گاز خاكستري استفاده شده است. نتايج حاصل از مدلسازي ها با نتايج تجربي مقايسه شده و روشهاي ناحيه اي و پي-1 جوابهاي مناسب تري را نشان داده اند.

براي بوجود آوردن يك مساله خوش رفتار در حل عددي معادلات حاكم بر جريان سيال، اعمال شرايط مرزي معلوم و غير معلوم در موقعيتهاي مناسب بسيار كليدي است. اگر شرايط مرزي در موقعيت مناس بخود اعمال نشوند، روشهاي عددي به طور جد دچار نقصان شده و جواب نادرست مي دهند. متاسفانه در بسياري از مسايل كاربردي (همانند حل جريان حركت هواي اتمسفر) نياز به حل دستگاه معادلات ديفرانسيل حاکم بر جريان مي باشد که بدليل فراهم نبودن اطلاعات لازم بر روي مرزها حل دستگاه با مشكلات فراوان و جدي مواجه ميشود. از طرف ديگر حل جريان سيال در دامنه هاي حل بزرگ با شرايط مرزي مشخص مستلزم به كارگيري تعداد بيشماري گره در ميدان مي باشد كه به نوبه خود باعث رشد چشمگير هزينه هاي رايانه اي مي شود. وجود چنين مشكلاتي باعث روي آوردن محققين ديناميك سيالات عددي به سمت حل ميدانهاي كوچك تر با مقادير مرزي مجهول شده است. هدف ما در كار حاضر، ايجاد يك استراتژي مناسب در روشهاي حجم محدود براي قرار دادن مرز خروجي در موقعيتهاي دلخواهي كه هيچ يك از پارامترهاي جريان مشخص نيست، مي باشد. براي اين منظور مفاهيم بقا در مرزهاي خروجي به شكل مناسبي بكار برده مي شوند. اين روش از اعمال شرايط مرزي خروجي غير واقعي شروع كرده و طي روند تكرار و به تدريج شرايط واقعي حاكم بر مرز خروج را در موقعيت مرز دلخواه بدست مي آورد. از آنجايي كه شرايط مرزي در ابتدا در موقعيتهاي مرزي مجهول است لازم است تا مفاهيم بقايي به صور ضمني در الگوريتم حل اعمال شوند. فرمولاسيون توسعه يافته حاضر در نهايت به كمك حل چند مساله داراي حل مرجع مورد ارزيابي و اعتبار قرار مي گيرد.

در پژوهش حاضر شعله پيش مخلوط آرام متان - هوا با استفاده از يك كد عددي دو بعدي مدل شده است. كد مذكور بر اساس روش حجم محدود و الگوريتم سيمپل شده و براي مدل كردن احتراق متان از سه مكانيزم پنج مرحله اي، دو مرحله اي، و يك مرحله اي استفاده شده و نتايج بدست آمده با هم مقايسه گرديده است. مكانيزم پنج مرحله اي علاوه بر پيش بيني اجزاي هيدروكربني اكسيدهاي نيتروژن را نيز پيش بيني مي كند. اما در هنگام استفاده از دو مكانيزم ديگر از مكانيزم زلدويچ به اين منظور استفاده شده است. براي ارزيابي شبيه سازي از نتايج آزمايشي كه در دانشگاه آيندوهوون انجام گرفته است استفاده شده است. پس از بررسي مشاهده شد كه نتايج حاصل از مكانيزم پنج مرحله اي نسبت به دو مكانيزم ديگر مطابقت بسيار بهتري با نتايج تجربي دارد.

در اين مقاله يك مبدل حرارتي كويل مارپيچ عمودي در حالت جابجايي اجباري پايدار به صورت تجربي مورد بررسي قرار گرفته است. هدف از اين تحقيق، بدست آوردن ضريب انتقال حرارت كلي، ضريب انتقال حرارت سمت پوسته، بازده مبدل حرارتي و مقايسه آن با نتايج تجربي ديگر مي باشد. همچنين ارايه رابطه اي تجربي ميان عدد نوسلت و عدد رينولدز سمت پوسته از ديگر اهداف اين تحقيق مي باشد. سيال مورد استفاده در سمت پوسته فريون 12 و سيال سمت كويل آب است.

در اين مقاله به بررسي اندركنش شوك و امواج اختلالي آكوستيك و ورتيسيتي مي پردازيم. معادلات مورد استفاده معادلات اويلر مي باشند كه با استفاده از روش صريح مك كورمك حل مي شوند. روش دستيابي به ساختار و محل شوك در ميدان جريان از نوع برازش شوك است كه در مقايسه با روش تسخير شوك سبب حذف نوسانات ناشي از حل عددي مي گردد. مقايسه نتايج حاصل از شبيه سازي عددي با تئوري خطي نشانگر معتبر بودن تئوري خطي در محدوده وسيعي از اعداد ماخ و دامنه امواج مي باشد. تنها مورد عدم توافق نتايج شبيه سازي و تئوري، زاويه برخورد حوالي زاويه بحراني است. در اين شرايط، همگرايي نتيجه شبيه سازي به پيش بيني تئوري خطوط در زمان به صورت مجابي خواهد بود كه نيازمند انجام شبيه سازي در زمان هاي طولاني مدت است.

در مطالعه حاضر تغيير مكان ذرات براي جريان دو فاز جامد-مايع در يك اتصال T شكل در سيال بسيار لزج بررسي شده است. اتصال T  شکل بصورت يک کانال انشعابي در حالت دوبعدي با يک کانال اصلي افقي و يک انشعاب عمودي بررسي گرديد كه جريان زمينه، كاملا آرام و رينولدز جريان كوچكتر از واحد مي باشد. ذرات جامد کروي با قطرهاي در مقياس ميليمتر در داخل کانال با عرض 0.1 متر رها شدند و مجموعه نيروهاي وزن، فشاري، جرم مجازي، پسا، برا و همچنين اثرات ديواره در معادله حركت ذرات وارد گرديد. براي شبيه سازي جريان دو فاز جامد-مايع از روش اويلري-لاگرانژي استفاده شده است بدين ترتيب كه فاز پيوسته مايع توسط يك روش المان محدود از ديدگاه اويلري حل گرديد و سپس فاز دوم (فاز جامد) توسط يك كد محاسباتي بر اساس ديدگاه لاگرانژي با كوپل شدن با حل جريان زمينه (فاز مايع)، ردگيري گرديد. محققان معدودي به بررسي جريانهاي رينولدز پايين در اتصالT  شكل پرداخته اند كه تنها جريان تك فاز سيال را مورد مطالعه قرار داده اند ولي تحقيقي براي جريان دو فاز جامد-مايع در سيال بسيار لزج در اتصالT  شكل، مشاهده نشده است. نتيجه مطالعه حاضر، شكل به عنوان يك وسيله جداكننده فاز در جريان رينولدز پايين براي سيال بسيار لزج T بررسي قابليت اتصال مي باشد كه اين نتيجه براي موارد كاربردي آن در صنايع غذايي( جداكردن خامه از شير و ... ) حايز اهميت مي باشد.

با انتخاب يك مدل دو بعدي از پره هاي ساكن مرحله اول توربين توربينهاي گاز كه در آن سيال خنك مي تواند با مشخصات كاملا متفاوت از گاز اصلي پس از خنك كردن پره از لبه انتهايي آن در جريان گاز اصلي تزريق شود و با بررسي افت آيروديناميكي مي توان پارامترهاي مختلف مطرح در طراحي پره ها از قبيل نسبت دبي جرمي سيال خنك كن، هندسه لبه انتهايي پره و ضريب فشار اساتيكي پشت پره را بصورتي انتخاب كرد كه موجب افزايش راندمان ترموديناميكي و در عين حال كاهش افت آيروديناميكي آنها شود. نتايج نشان مي دهد كه در يك هندسه مشخص لبه انتهايي پره و سيال خنك كن تزريقي، مي توان نسبت دبي جرمي سيال خنك كن را طوري تعيين نمود كه افت آيروديناميكي داراي كمترين مقدار شود. نتايج همچنين نشانگر وجود مقدار معيني از زاويه تزريق سيال خنك كن است كه در آن افت به كمترين مقدر خود مي رسد. بررسي اثرات هندسه لبه انتهايي پره نيز نشان داد كه افت با نسبت ضخامت لبه انتهايي پره و نسبت ضخامت شكاف عرضي لبه انتهايي پره تغيير كرده و در مقدار معيني از اين پارامترها مينيمم مي شود.

وجود شكافت و پرتوزايي شديد، به علت واپاشي پاره هاي شكافت سبب گرم شدن شديد سوخت، غلاف، كند كننده، خنك كننده و ساير مواد ساختاري راكتور مي شود. اين حرارتي است كه مي بايست به انرژي مفيد و كاملا موثر تبديل شود. قدرت قابل حصول از يك راكتور بستگي به مقدار انتقال حرارتي دارد كه بدون آسيب رساندن به مواد ساختاري راكتور و يا ميله هاي سوخت حاصل مي شود، بوضوح معلوم مي گردد كه بررسي توزيع دماي قلب راكتور و ميزان انتقال حرارت آن، كه اصطلاحا تحليل حرارتي قلب راكتور ناميده مي شود بايد نقش مهمي در طراحي راكتور ايفا نمايد. در حقيقت، طراحي يك قلب راكتور همان انداره كه به ملاحظات هسته اي بستگي دارد به ملاحظات حرارتي نيز وابسته است. با توجه به اينكه در كار قبلي، آناليز انتقال حرارت براي يك ميله سوخت انجام و مقبول بودن جواب هاي كد محاسباتيCOBRA III-C  اثبات گرديده است، در كار حاضر توزيع درجه حرارت، شار حرارتي بحراني و برخي از پارامترهاي ترموهيدروليكي براي يك كانال سوخت (مجتمعي از ميله هاي سوخت با آرايش 3*3 با در نظر گرفتن حالت پايا، جريان سيال تك فازي، شار حرارتي كسينوسي (ناشي از توليد حرارت كسينوسي ميله هاي سوخت همچنين با در نظرگرفتن 10 عدد نگهدارنده براي نگهداري ميله هاي سوخت در داخل كانال سوخت، به روش تفاضل محدود با استفاده از كدCOBRA III-C  بررسي شده است.

اين مقاله حرارت و جريان سيال بين دو صفحه تحت را كه از يك ماده متخلخل پر شده است در حالت عدم تعادل حرارتي بين دوفاز بررسي مي كند. ازمعادله دارسي - برينكمن به عنوان معادله مومنتم استفاده مي شود. معادلات انرژي بطور مجزا براي هر يك از فازها نوشته مي شود. حل معادلات به روش عددي و با استفاده از حجم محدود انجام شده است. اثر كميت هاي بي بعد از جمله عدد دارسي، ناسلت، نسبت هدايت حرارتي بين دو فاز و نسبت تخلخل بر توزيع دماي هر يك از فازها بررسي و معياري براي شرط تعادل حرارتي بين دو فاز بدست آمده است.

در اين مقاله از مدل منطقه اي موسوم به RegCM3 با تفكيك افقي 40 كيلومتر و تعداد 18 تراز در راستاي قائم به طرحواره لايه مرزي سياره اي هالت اسلق و پارامتريزه سازي همرفت گرل همراه با طرحواره فريتس چپل، براي شبيه سازي عددي سامانه هاي ميان مقياس در دوره زماني زمستان 2003-2004 استفاده گرديده است. منطقه مورد مطالعه از 20^o تا 40^o شمالي و 45^o الي 65^o شرقي مي باشد كه براي برآورد كمي تاثير آبهاي جنوبي اين منطقه شامل درياي عمان و خليج فارس به عنوان منابع عمده رطوبتي اين سامانه ها، پس از انجام اجراي كنترل در بقيه آزمايش ها كاربري سطح در ابهاي ذكر شده تغيير داده شده است. مقايسه خروجي مدل براي بارش تجمعي ماهانه در اجراي كنترل با نقشه هاي بارش تجمعي مشاهده شده ماهانه نشان ميدهد كه مدل بخوبي قادر به پيش بيني الگوي مكاني وز ماني بارندگي بر روي منطقه مورد مطالعه مي باشد. در ادامه با طراحي و اجراي آزمايش هاي مختلف و حذف خليج فارس و درياي عمان بصورت يكجا و مجزا، تاثير كمي هر يك از اين آبها بر روي مقدار بارندگي منطقه مورد نظر بررسي مي شود. بررسي نتايج نشان ميدهد كه بسته مسير سيستم هاي ورودي به منطقه و دوره زماني مورد مطالعه، اين آبها مي توانند با تامين شار رطوتي و انرزي كافي در مجموع بين 50 تا 80 درصد مقدار بارندگي تجمعي ماهيانه را در قسمت هاي جنوبي و جنوب غربي منطقه افزايش دهد. با بررسي جداگانه اثر درياي عمان و خليج فارس مي بينيم كه قسمت عمده اين افزايش يعني حدود 55 تا 70 درصد از اين مقدار ناشي از تغذيه رطوبتي خليج فارس مي باشد.
بررسي نقشه هاي همديدي طي دوره زماني مورد مطالعه بويژه دردو ماه اول بيانگر ورود غالب سامانه هاي فعال از سمت جنوب غرب و جنوب مي باشد، كه اين مي تواند يكي از مهمترين عوامل تعيين كننده در اندازه تغذيه رطوبتي و در نتيجه تشديد بارش باشد.