بهینه سازی توپولوژی هندسه یک کانال دارای سه خروجی با دبی های مشخص در خروجی ها

سال انتشار: 1400
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 296

فایل این مقاله در 16 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JSFM-11-1_012

تاریخ نمایه سازی: 12 خرداد 1400

چکیده مقاله:

در مقاله حاضر، هندسه بهینه یک کانال چندراهی دوبعدی با یک ورودی و سه خروجی در عدد رینولدز ۱۰ Re=مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این ارزیابی، بهینه سازی توپولوژی بر اساس روش تخلخل و به کمک شبیه سازی شبکه بولتزمن صورت گرفته و درنهایت طرح بهینه با استفاده از آنالیز حساسیت یک تابع هدف ارائه شده است. برخلاف تحقیقات پیشین به جای ثابت نگاه داشتن عرض مجرا در خروجی ها، سرعت متوسط در این مقاطع یکسان در نظر گرفته شده است درحالیکه مقایسه نتایج نشان می دهد مقدار اتلافات انرژی در طرح بهینه چندراهی به میزان ۰۴/۲۶ درصد کاهش خواهد یافت که این خود موید مزیت تغییر در عرض مجرا در مقایسه با تغییر در سرعت متوسط جریان است. در این حالت، شرایط هندسه مجرای ورودی شامل عرض و موقعیت مجرا نقش به سزایی در طرح نهایی خواهد داشت که پرداختن به آن هدف اصلی این تحقیق به شمار می رود. نتایج عددی حاکی از آن است که با فرض تغییرات خطی عرض مجرا در خروجی ها، کمترین افت توان جریان زمانی حاصل خواهد شد که عرض ورودی برابر با بزرگترین خروجی باشد. قراردادن ورودی در مقابل عریض ترین خروجی، هندسی نهایی را هموارتر از سایر حالات خواهد کرد اما این حالت از نظر اتلافات کاملا بهینه نیست. برای رسیدن به کمترین اتلافات انرژی، ورودی جریان می بایست هم راستا با فضای میانی دو خروجی با عرض های متوسط و بزرگ قرار گیرد. در این حالت اتلافات به میزان ۱۸/۲۳% کمتر از حالتی است که ورودی در مقابل باریک ترین مجرا قرار گرفته باشد.

نویسندگان

زهرا طالب پور

دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد

امیدرضا محمدی پور

استادیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه پیام نور، تهران

حسین عجم

دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد

حمید نیازمند

استاد، مهندسی مکانیک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Enoksson O (۲۰۰۰) Shape optimization in compressible inviscid flow. Licentiate ...
  • Kim DW, Kim MU (۱۹۹۵) Minimum drag shape in two-dimensional ...
  • Pironneau O (۱۹۷۳) On optimum profiles in Stokes flow. Int ...
  • Pironneau O (۱۹۷۴) On optimum design in fluid mechanics. Int ...
  • Glowinski R, Pironneau O (۱۹۷۵) On the numerical computation of ...
  • Çabuk H, Modi V (۱۹۹۲) Optimum plane diffusers in laminar ...
  • Jameson A (۱۹۸۸) Aerodynamic design via control theory. J Sci ...
  • Ivorra B, Hertzog DE, Mohammadi B, Santiago JG (۲۰۰۵) Semi-deterministic ...
  • Molho JI, Herr AE, Mosier BP, Santiago JG, Kenny TW, ...
  • Mohammadi B, Pironneau O (۲۰۰۱) Applied shape optimization for fluids. ...
  • Mohammadi B, Pironneau O (۲۰۰۴) Shape optimization in fluid mecha-nics. ...
  • Borrvall T, Petersson J (۲۰۰۳) Topology optimization of fluids in ...
  • Yonekura K, Kanno Y (۲۰۱۵) A flow topology optimization method ...
  • Yonekura K, Kanno Y (۲۰۱۶) Erratum to: A flow topology ...
  • Gersborg-Hansen A, Sigmund O, Haber RB (۲۰۰۵) Topology optimization of ...
  • Othmer C (۲۰۰۶) CFD topology and shape optimization with adjoint ...
  • Othmer C, de Villiers E, Weller HG (۲۰۰۷) Implementation of ...
  • Pingen G, Evgrafov A, Maute K (۲۰۰۷) Topology optimization of ...
  • Pingen G, Evgrafov A, Maute K (۲۰۰۹) Adjoint parameter sensitivity ...
  • Pingen G, Maute K (۲۰۱۰) Optimal design for non-Newtonian flows ...
  • Succi S (۲۰۰۱) The lattice Boltzmann equation: for fluid dynamics ...
  • Mattila K, Hyväluoma J, Timonen J, Rossi T (۲۰۰۸) Comparison ...
  • Succi S, Foti E, Higuera F (۱۹۸۹) Three-dimensional flows in ...
  • Langass K, Grubert D, Pet J (۱۹۹۹) Lattice Boltzmann simulations ...
  • Bernsdorf J, Bernner G, Durst F (۲۰۰۰) Numerical analysis of ...
  • Kim J, Lee J, Lee KC (۲۰۰۱) Nonlinear correction to ...
  • Dabirpour V, Mohammadipour O (۲۰۱۹) Numerical investigation of convection around ...
  • Zhou T, Liu T, Deng Y, Chen L, Qian S, ...
  • Bejan A, Zane JP (۲۰۱۲) Design in nature: How the ...
  • Allaire G (۱۹۹۰) Homogenization of the Navier-Stokes equations in open ...
  • Brinkmann HC (۱۹۴۷) A calculation of the viscous force exerted ...
  • Bhatnagar PL, Gross EP, Krook M (۱۹۵۴) A Model for ...
  • He X, Luo L-S (۱۹۹۷) Theory of the lattice Boltzmann ...
  • Guo Z, Zhao TS (۲۰۰۲) Lattice Boltzmann model for incompressible ...
  • Mohammadipour OR, Succi S, Niazmand H (۲۰۱۸) General curved boundary ...
  • Chen S, Doolen GD (۱۹۹۸) Lattice Boltzmann method for fluid ...
  • Mohamad AA (۲۰۱۱) Lattice Boltzmann method: Fundamentals and Engineering Applications ...
  • نمایش کامل مراجع