Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad Reza Pishevar,Seyed saeed Mortazavi
احمدرضا پیشه وراصفهانی (استاد مشاور) سیدسعید مرتضوی راوری (استاد راهنما)
 
STUDENT
Amir Sedaghatkish Khoshkebejari
امیر صداقت کیش خشکبجاری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Simulation of Film Boiling Heat Transfer in Complex Geometries Using Front Tracking Method
Film boiling has various industrial applications specially in heat exchangers. Studying this phenomena on complex geometries and investigating heat transfer coefficient is designed by many industries. A front tracking method is used for capturing the interface. In this method, marker points are assumed to represent the interface. Elements are created by connecting the marker point together. The points and elements are connected to next and pervious ones. In fact, there are two type of grid. One grid is concerned with interface and the other one is relevant to computational domain. The gradient of indicator function can be determined by interpolating the front points to computational grid and with solving a poisson’s equation throughout the domain. Theromophysical properties can be obtained by indicator function. Therefore, using projection method, Navier-Stocks and energy equations are discretized and solved in case of phase change. So the temperature, pressure and velocity fields are found in the whole domain. In next step, the velocity of front is interpolated from velocity on computational grid. The new positions of the front is located based on the current position, time step and new velocity field and the new indicator function can be computed from the new position of the interface. Film boiling is simulated on one cylinder or more. The effects of Grashof number, Jacoob number on a cylinder, effects of separation distance, relative angels and diameter for two cylinders and effects of different configuration of multicylinders in staggered and normal array and effects of number of rows of cylinders is evaluated. The nusselt number is computed on every cylinder. Key words : Film boiling, Front tracking method, Complex geometries, Heat transfer
جوشش فیلمی کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف از جمله در مبدل‌های حرارتی دارد. شبیه‌سازی این پدیده جهت مطالعه انتقال حرارت مخصوصا روی هندسه‌های پیچیده و بررسی رفتار مرز مشترک برای پیش‌بینی رشد و حرکت حباب‌های بخار حاصل از آن اهمیت بسیاری در صنایع دارد. برای ردگیری مرز مشترک فازهای مایع و بخار از روش پیشروی جبهه استفاده می‌شود. در این روش با در نظر گرفتن تعدادی نقطه و المان‌های حاصل از اتصال این نقاط به یکدیگر، مرز مشترک دو فاز مایع و بخار ساخته می‌شود. این نقاط و المان‌ها با نقاط و المان‌های بعد و قبل خود رابطه دارند. در واقع با دو نوع شبکه ثابت یعنی شبکه محاسباتی و شبکه متحرک که مرز مشترک دو فاز است، سروکار داریم. با میان‌یابی گرادیان تابع اندیکاتوری از نقاط مرز مشترک به نقاط شبکه ثابت و با حل معادله پواسون حاصل، تابع اندیکاتوری برای کل دامنه مشخص می‌شود. با داشتن تابع اندیکاتوری، خواص ترموفیزیکی در کل دامنه مشخص می‌شوند. سپس با استفاده از روش تصویر سازی معادلات ناویراستوکس و معادله انرژی حل می‌شوند یعنی مقادیر سرعت، فشار و دما روی کلیه نقاط شبکه ثابت به دست می‌آیند. با میان‌یابی سرعت از نقاط شبکه به نقاط مرز مشترک، سرعت روی نقاط و المان‌های مرز مشترک تعیین می‌شود. با توجه به موقعیت قبلی نقاط و گام زمانی، موقعیت جدید نقاط و المان‌های مرز مشترک به دست می‌آید. با داشتن موقعیت جدید مرز مشترک دوباره تابع اندیکاتوری به دست می‌آید و این روند ادامه پیدا می‌کند. توسط این روش، جوشش فیلمی روی یک یا دو یا چندین استوانه شبیه‌سازی شده است. تاثیرات اعداد بی‌بعد گراشف، جاکوب برای یک استوانه، همچنین تاثیرات فاصله، زاویه و قطر برای دو استوانه و تاثیرات آرایش‌های هندسی ساده و جابه‌جا شده و تعداد ردیف‌ها برای تعداد زیادی استوانه بررسی شده است و عدد ناسلت روی هر یک از استوانه‌ها به دست آمده است. کلمات کلیدی: جوشش فیلمی، روش پیشروی جبهه، هندسه‌های پیچیده، انتقال حرارت

ارتقاء امنیت وب با وف بومی