دانلود پروژه شبیه سازی جریان در یک کویتی
چکیده:
میدانیم که در جریان سیال غیر قابل تراکم معادلات مومنتم (ناویر- استوکس) و پیوستگی چهار معادله را بوجود می آورند حل صریح و همزمان این معادلات برای بدست آوردن چهار مجهول u،v،w وP به راحتی امکان پذیر نیست به همین منظور حل عددی این معادلات مطرح گردیده است. این کار با روشهای مختلفی از جمله اختلاف محدود، حجم محدود و المان محدود انجام می پذیرد. در این پروژه ، با بیان معادلات اساسی حاکم بر جریان سیال غیر قابل تراکم، به گسسته سازی آنها، تا رسیدن به دستگاه معادلات جبری پرداخته و با انتخاب الگوریتم کوپل مناسب، یک برنامه کامپیوتری برای مدلسازی جریان سیال دو بعدی بدست میاوریم.
سپس برای تایید صحت برنامه نوشته شده، نتایج شبیه سازی جریان دو بعدی cavity با نتایج بدست آمده از مقالات معتبر چک میگردد. در انتها به کمک کد نوشته شده جریان داخل یک کانال شبیه سازی شده است. روشهای مرسوم پیش بینی و شناسایی نیروهای وارد بر اجسام مختلف که در معرض جریان سیال قرار می گیرند شامل روشهای تجربی ، تحلیلی و عددی یا آمیخته ای از این روشها می باشد . از آنجا که روشهای تحلیلی صرفا در مورد جریانهای با پیچیدگی کم و هندسه های ساده قابل اعمال می باشند ؛ درفرایندهای معمول طراحی کاربرد چندانی ندارند. روشهای تجربی که از قدیمیترین روشها می باشند و جوابهای نسبتا دقیقی تولید می کنند متاسفانه به سرمایه گذاری اولیه زیاد و هزینه بالای انجام آزمایشات نیاز دارند . به کمک روشهای عددی از صرف هزینه های زیاد برای انجام آزمایشها جلوگیری میشود.
در روش های عددی ، حل یک مسئله جریان ( سرعت، فشار، دما و… ) در گره‌های داخلی هر سلول صورت می‌گیرد. دقت مربوط به یک حل عددی از تعداد سلولهای موجود در شبکه پیروی می‌کند. در حالت کلی تعداد سلولهای زیاد دارای دقت بهتری میباشد. اما قیمت، سخت‌افزار مورد نیاز و زمان محاسبه نیز بستگی به ظرافت شبکه دارد.
در پروژه حاضر در پی حل معادلات به روش حجم محدود هستیم. در روش حجم محدود، الگوریتم حل شامل سه مرحله است :
۱) محاسبه انتگرال معادلات حاکم روی تمام حجم‌های کنترل
۲) گسسته‌سازی، این عمل معادلات انتگرالی را به یک سیستم معادلات جبری تبدیل می‌کند.
٣) حل معادلات با استفاده از یک روش تکرار.
مسئله پیش رو دوبعدی بوده و رژیم جریان لایه ای میباشد. استراتژی نگه داری اطلاعات روش شبکه هم مکان می باشد، بدین معنی که تمامی اطلاعات جریان در مراکز سلول نگه داری می شود و از یک میانیابی مناسب (میانیابی رای- چو) برای محاسبه شار روی سطوح استفاده می گردد. برای کوپل فشار و سرعت از الگوریتم SIMPLE استفاده شده است. این کد قابلیت حل معادلات ناویر استوکس برای مختصات کارتزین با شبکه یکنواخت را دارد و میتواند برای شرایط مرزی مختلف تغییر کند و منحصر به مسئله مطرح شده در این پروژه نمی‌باشد.
فهرست:
مقدمه
موضوع و اهداف پروژه
معادلات حاکم
گسسته سازی
عبارت فشار
میانیابی رای و چو
الگوریتم SIMPLE
شرایط مرزی
معادلات مومنتم
مرز ورودی
مرز خروجی
مرز دیوار
معادله اصلاح فشار
اصلاح فشار در مجاورت مرز ورودی
اصلاح فشار در مجاورت مرز خروجی
اصلاح فشار در مجاورت مرز دیوار
مساله و نتایج