شبیه سازی پمپ مغناهیدرودینامیکی – شبیه‌سازی عددی پمپ‌های مغناطوهیدرودینامیکی
شبیه سازی پمپ مغناهیدرودینامیکی
کارشناسی ارشد
موضوع: فیزیک عمومی و میان رشته ای
رشته: فیزیک – حالت جامد
400,000 تومان
300,000 تومان
پرداخت و دریافت فایل
چکیده
مغناطوهیدرودینامیک یک شاخه‌ای از علم است. که به مطالعه دینامیک سیالات رسانای الکتریکی در حضور میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی می‌پردازد. از مثالهای طبیعی سیستم‌های مغناطوهیدرودینامیک می‌توان به پلاسمای اطراف خورشید. و میدان مغناطیسی زمین اشاره کرد. دستگاه توکمک یک نمونه از سیستم مغناطوهیدرودینامیک در صنایع تولید انرژی می-باشد. یکی از مهم‌ترین کاربردهای میدان‌های مغناطیسی در صنایع فرآیند مواد.، ذوب کردن و پمپ کردن فلزات مایع .(که رسانای الکتریکی می‌باشند). است. و از این به عنوان یک روش موثر برای کنترل جریان فلزات در ریخته‌گری می‌توان استفاده کرد. مغناطوهیدرودینامیک.، در فرآیندهای متالوژی و در بهینه‌سازی تولید فولاد.، آلومینیوم و آلیاژهای با کیفیت بالا کاربرد بسیار یافته است.
در این پایان‌نامه.، پمپ کردن فلزات مایع با کمک مغناطوهیدرودینامیک .( به علت استفاده مهم صنعتی). مورد بررسی قرار گرفته شده است. نظر به اینکه حل دقیق معادلات برای محاسبه پمپ‌های مغناطوهیدرودینامیک به دلیل هندسه پیچیده آنها.، مشکل ویا در برخی موارد غیرممکن می‌باشد.، بنابراین در این پایان نامه از روشهای شبیه‌سازی عددی برای بررسی سیستم‌ها استفاده گردیده است. شبیه‌سازی عددی، فرآیند ایجاد و آزمایش یک سیستم فیزیکی با استفاده از یک مدل ریاضی کامپیوتری می‌باشد. نتایج به‌دست آمده در این تحقیق نشان می‌دهند که طرح‌های موثری در ارتباط با کاهش آشفتگی در پمپ های مغناطوهیدرودینامیکی و بهینه‌سازی آنها.، که بسیار مورد توجه صنایع می‌باشد را می‌توان به کمک شبیه‌سازی عددی ارائه کرد.
شبیه سازی پمپ مغناهیدرودینامیکی
تلمبه , رسانایی الکتریکی , روش عددی , مغناطوهیدرودینامیک , میدان مغناطیسی , شبیه سازی عددی , pump , electrical conductance , numerical method , megnetohydrodynamics , magnetic field
1-1- مغناطوهیدرودینامیک 1
1-2- کاربردهای سیستم مغناطوهیدرودینامیکی 2
1-2-1- ژئوفیزیک 2
1-2-2- اخترفیزیک 2
1-2-3- مهندسی 3
1-3- مبانی شبیه¬سازی 7
1-3-1- مقدمه 7
1-3-2- تعریف شبیه سازی 8
1-3-3- مواقعی که استفاده از شبیه¬سازی ضروری است 9
1-3-4- انواع شبیه سازی 9
فصل دوم: اصول بنیادی مکانیک سیالات
2-1- مقدمه 11
2-2- مفاهیم بنیادی 12
2-2-1- مکانیک سیالات 12
2-2-2- محیط پیوسته 12
2-2-3- سیال 13
2-2-4- گرانروی(لزجت) 13
2-2-5- یکی از انواع دسته¬بندی¬های سیالات 15
2-2-6- تنش برشی 16
2-3- مبانی تحلیل جریان 17
2-3-1- روشهای توصیف حرکت یک سیال 17
2-3-2- قضیه رینولدز 18
2-3-3- معادله پیوستگی 19
2-3-4- مشتق استوکس 20
2-3-5- معادلات ناویر – استوکس 21
2- 4- تحلیل انواع مهم جریان 22
2-4-1- جریان سیال 22
2-4-2- عدد رینولدز 22
2-4-3- بررسی تغییرات فشار در جریان آرام 23
2-4-4- جریان آرام 26
2-4-5- جریان متلاطم 26
2-4-6- افت فشار در طی جریان آرام در یک لوله 29
2-4-7- لایه مرزی 32
2-4-8- پایداری جریان¬های آرام 35
فصل سوم: پمپ مغناطوهیدرودینامیک و مسائل هارتمن
3-1- مقدمه 43
3-2- تئوری پمپ مغناطوهیدرودینامیکی 43
3-3- معادلات ماکسول 47
3-4- بررسی میدان مغناطیسی القائی در کانال شامل سیال رسانا 49
3-5- مسأله اول هارتمن 51
3-6- مسأله دوم هارتمن 56
3-6-1- در میدان الکتریکی ثابت و عدد هارتمن متغیر 59
3-6-2- در عدد هارتمن ثابت و میدان الکتریکی متغیر 60
3-7- حل عددی 61
3-7-1- مسأله اول هارتمن 61
3-7-2- مسأله دوم هارتمن 63
3-8- حل تحلیلی 67
3-8-1- حل همگن 68
فصل چهارم: شبیه¬سازی عددی
4-1- مقدمه 75
4-2- حل عددی پمپ¬های مغناطوهیدرودینامیکی 78
4-3- Large- eddy simulation 79
4-4- مطالعه تجربی یک سیال رسانا تحت تأثیر یک میدان مغناطیسی غیر یکنواخت 80
4-5- شبیه¬سازی عددی 86
4-5-1- محاسبات مغناطیسی با استفاده از نرم¬افزار Ansys 86
4-5-2- محاسبات هیدرودینامیکی با استفاده از نرم¬افزار Fluent 93
4-6- نتایج و پیشنهادات 104
