بسته آموزشی مش متحرک (Moving Mesh,Mesh Motion)، 10 مثال کاربردی برای کاربران مبتدی

توضیحات

بسته آموزشی مش متحرک (Moving Mesh,Mesh Motion)، 10 مثال کاربردی برای کاربران مبتدی

این بسته آموزشی به شبیه سازی 10 مثال کاربردی برای اموزش مش متحرک (Moving Mesh,Mesh Motion) در نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) برای کاربران مبتدی، پرداخته است.

آنچه در این بسته آموزشی خواهید آموخت

توربین بادی داریوس

توربین بادی محور عمودی (VAWT) به دلیل سازگاری آن برای تاسیسات خانگی اهمیت بیشتری در تولید برق بادی پیدا می کند. با این حال، مشخص است که VAWT ها بالاتر از همه، در مقایسه با HAWT کارایی کمتری دارند. پروژه شماره 1 قرار است یک میدان جریان هوا را نزدیک به یک محور عمودی توربین بادی Darrieus شبیه سازی شود.  هندسه شامل یک منطقه دوار برای دیواره های توربین و یک منطقه ثابت برای بقیه دامنه محاسباتی است. ورودی با سرعت 1 متر بر ثانیه در نظر گرفته می شود و ناحیه توربین با سرعت 120 دور در دقیقه می چرخد.

توربین باد محور عمودی H شکل با Mesh Motion

در پروژه شماره 2 جریان هوای ثابت در حضور توربین بادی نوع H وجود دارد. توربین نوع H که در کار حاضر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت دارای شش پره است که در آن سه پره به مرکز چرخش نزدیک‌تر هستند. توربین در جهت Z با سرعت زاویه ای برابر 17/14 رادیان بر ثانیه می چرخد. سرعت هوا در ورودی برابر با 5.3 متر بر ثانیه است. جریان هوا در دامنه محاسباتی عمدتاً تحت تأثیر چرخش توربین قرار می گیرد.

توربین باد مارپیچی

پروژه شماره 3 یک میدان جریان هوا نزدیک به یک توربین بادی حلزونی با محور عمودی را شبیه سازی می کند. هندسه شامل یک منطقه دوار برای دیواره های توربین و یک منطقه ثابت برای بقیه حوزه است. ورودی با سرعت 1 متر بر ثانیه در نظر گرفته می شود و ناحیه توربین با سرعت 120 دور در دقیقه می چرخد. هدف این مقاله بررسی رفتار جریان هوا و توزیع فشار و مطالعه نیروی درگ  است.

مقایسه ایرفویل دندانه دار و ایرفویل ساده توربین داریوس

پروژه شماره 4 جریان هوای عبوری از دو توربین بادی داریوس نوع H از ایرفویل های Plain و Serrated را مقایسه می کند. در این پروژه جریان هوا با سرعت 7 متر بر ثانیه وارد حوزه محاسباتی می شود و از مدل RNG k-epsilon برای حل معادلات جریان آشفته استفاده می کنیم. همچنین لازم به ذکر است که گزینه Mesh Motion برای شبیه سازی حرکت چرخشی پره های توربین فعال شده و سرعت چرخش دامنه چرخشی 2.8285 رادیان بر ثانیه تعیین شده است.

توربین بادی محور عمودی (دو بعدی)

در پروژه شماره 5، یک توربین بادی دو پره دو بعدی ساوونیوس با استفاده از مش متحرک شبیه سازی شده و سپس نتایج مورد بررسی قرار گرفت. هوا از ورودی با سرعت 10 متر بر ثانیه وارد حوزه محاسباتی می شود در حالی که توربین با سرعت زاویه ای ثابت 10 دور در دقیقه می چرخد. هدف نهایی ما نشان دادن توزیع فشار و سرعت و متحرک سازی حرکت سیال است. 

توربین بادی ساوونیوس دو پره ( سه بعدی)

توربین بادی سه بعدی Savories در پروژه شماره 6 شبیه سازی شده است. هوا از ورودی با سرعت 10 متر بر ثانیه وارد حوزه سیال می شود در حالی که توربین با سرعت زاویه ای ثابت 40 دور در دقیقه می چرخد. هدف نهایی ما نشان دادن توزیع فشار و سرعت و متحرک سازی حرکت سیال در پشت توربین است.

پمپ پیچشی دو قلو

پروژه شماره 7 پمپاژ سیال بسیار ویسکوز (یعنی گلیسیرین) را شبیه سازی می کند. پمپ دو مارپیچ فشار گلیسیرین را افزایش می دهد و آن را به سمت خروجی هل می دهد. مدل RNG k-epsilon برای حل معادلات جریان آشفته مورد استفاده قرار می گیرد. سرعت چرخش حوزه‌های دوار روی 3 رادیان بر ثانیه تنظیم شده است. پمپ دو مارپیچ یک پمپ جابجایی مثبت است، به این معنی که پمپ حجم خاصی را با توجه به سرعت و گام پیچ ها منتقل می کند.

رم پمپ

در پروژه شماره 8 یک رم پمپ شبیه سازی شده است. در این شبیه سازی از مدل Mesh Motion با سرعت زاویه ای 1 رادیان بر ثانیه استفاده شده است و سرعت ورودی آب یک متر بر ثانیه است و در خروجی آب با فشار اتمسفر تخلیه می شود.

هلی کوپتر با جریان ناپایای زمانی

در پروژه شماره 9، چرخش بال‌های هلیکوپتر در فرمول‌بندی زمان گذرا شبیه‌سازی شده و نتایج شامل نیروی خالص رو به بالا، سرعت نوک بال و نسبت سرعت نوک (TSR) مورد بررسی قرار گرفته است. برای ایجاد حرکت رو به بالا در کاربردهای آیرودینامیکی، حرکت مقدار معینی از هوا در جهت پایین مورد نیاز است که در مقابل حرکت رو به بالا ایجاد می کند. برای هلیکوپترها، این حرکت هوا با استفاده از پروانه ای انجام می شود که از 2 یا چند هندسه بال شکل تشکیل شده است که حول یک مرکز می چرخند. در این شبیه سازی، پروانه با سرعت زاویه ای برابر با 1250 دور در دقیقه در جهت Y در حال چرخش است.

بیوراکتور تحریک شده توسط توربین راشتون

پروژه شماره 10 اختلاط سیال را در یک بیوراکتور با یک توربین راشتون شبیه سازی می کند. بیوراکتورها تجهیزات و سیستم هایی هستند که در آنها واکنش های بیوشیمیایی رخ می دهد و در صنایع مختلف اعم از دارویی، غذایی، بیوشیمیایی، عطرسازی و … استفاده می شود. همزن مورد استفاده در داخل این راکتور از نوع توربین راشتون می باشد. توربین های راشتون به شکل پروانه های جریان شعاعی هستند که به طور گسترده در کاربردهای اختلاط در فرآیندهای مهندسی مورد استفاده قرار می گیرند. مقدار سرعت چرخش در این ناحیه برابر با 143 دور در دقیقه است و حول محور مرکزی عمودی مدل (محور Y) تعریف شده است.