Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmud Ashrafizadeh,Ebrahim Shirani
محمود اشرفی زاده (استاد راهنما) ابراهیم شیرانی چهارسوقی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Hani Bakhshaee
هانی بخشائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

Lattice Boltzmann Simulation of Non-Newtonian Fluid Flows
In this thesis, implementation of the Lattice Boltzmann method for simulation of non-Newtonian blood fluid flows is considered. Several non-Newtonian models are introduced and analytic solutions, where possible, are derived. Among these non-Newtonian models, those which have been used for blood flow are considered in particular. Furthermore, some abnormal characteristics of blood flow and effects of blood cells on blood flow properties are explained. In the present work, numerical results of lattice Boltzmann simulation of Newtonian fluid flow between two parallel plates are presented. Several boundary conditions namely periodic, entrance velocity and constant pressure are used and mid grid bounce back boundary condition is implemented on the solid walls. In addition, momentum equation is derived from the lattice Boltzmann equation for non-Newtonian fluids. Lattice Boltzmann simulations of five non-Newtonian models are presented and in cases which analytic solution exists; analytic solutions are compared with numerical results. Predicted velocity profiles by the non-Newtonian LBM for a channel flow have an excellent agreement with those of exact solutions, presenting the capability of the LB method for the non-Newtonian fluid flow simulation. Finally, the procedure of parallel programming using LBM is explained and Parallel Distribution toolbox of Matlab software is introduced.
در این پایان نامه به کاربرد روش عددی شبکه بولتزمن در شبیه سازی جریان سیالات غیر نیوتنی و به طورخاص در شبیه سازی جریان خون به عنوان یک سیال غیرنیوتنی پرداخته شده است. این رساله ضمن ارایه معرفی مختصری راجع به روش شبکه بولتزمن، برخی از معادلات ساختاری که برای سیالات غیر نیوتنی ارایه شده را معرفی می نماید. در این بین، معادلات ساختاریی که تاکنون جهت شبیه سازی جریان خون به کار رفته اند بیشتر مورد توجه بوده و در صورت امکان معادله حل تحلیلی این معادلات در جریان داخل کانال یا لوله استخراج شده است. همچنین علت غیر نیوتنی بودن رفتار خون و نقش سلولهای خونی در این امر و پارامتر های موثر در این رفتار، با کمک اطلاعات آزمایشگاهی که توسط محققین دیگر ارایه شده، بیان شده است. در شبیه سازی هایی که به کمک روش شبکه بولتزمن صورت گرفته، ابتدا جریان نیوتنی بین دو صفحه تخت، با شرایط مرزی متفاوت به عنوان مساله نمونه مد نظر گرفته شده و نتایج حل عددی ارایه شده است. در ادامه استخراج معادلات حرکت سیال غیر نیوتنی از معادلات شبکه بولتزمن شرح داده شده و نتایج حل عددی حاصل از شبیه سازی جریان خون، با استفاده از پنج معادله ساختاری غیر نیوتنی ارایه شده است. همچنین اثر پارامتر های مختلف بر دقت و سرعت حل عددی و مقایسه نتایج مدل های مختلف غیرنیوتنی، از دیگر مطالب ارایه شده در این پایان نامه می باشند. در انتها روش برنامه نویسی موازی به کمک روش شبکه بولتزمن تبیین شده و ابزار پردازش موازی نرم افزار Matlab معرفی شده است. لازم به ذکر است که کاربرد روش شبکه بولتزمن در شبیه سازی جریان خون به کمک روش شبکه بولتزمن در دو مدل از پنج مدل مذکور، استخراج معادلات حرکت سیالات غیر نیوتنی از معادلات شبکه بولتزمن و حل عددی جریان غیر نیوتنی با استفاده از شرایط مرزی سرعت ورودی از جمله نوآوری های این پایان نامه به حساب می آید.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی