آقای کاظم اسماعیل پور دانشجوی جناب آقای دکتر حسینعلی پور، روز دوشنبه 24/9/93 از رساله دکترای خود تحت عنوان " مطالعه پدیده شناسی، تحلیل ساختارهای منسجم و فرآیندهای انتقال در جریان‌های برخوردی نوسانی " دفاع خواهد کرد. این جلسه ساعت 17 روز دوشنبه در آمفی تاتردانشکده مهندسی مکانیک برگزار می گردد.

 چکیده:

  جریان‌ها یا جت‌های برخوردی از این دیدگاه دارای اهمیت می‌باشند که باعث افزایش نرخ فرآیندهای انتقال در سیستم‌هایی با حجم کوچک می‌شوند. همه محققین بر این نکته که جریان توربولانس متاثر تشکیل و اندرکنش بین ساختارهای منسجم بزرگ می­باشد، توافق نظر دارند. این ساختارها مسئولیت تولید و انتقال انرژی توربولانسی را بر عهده دارند و از همبستگی بسیار قوی برخوردار می‌باشند. با کنترل کیفیت شکل‌گیری این ساختارها و قدرت آن‌ها می‌توان نرخ فرآیندهای انتقال جرم، حرارت و مومنتوم در فرآیندهای مهندسی را کنترل نمود. در این رساله برای کنترل این ساختارها از نوسانی کردن جریان ورودی که جزء روش‌های فعال کنترلی می‌باشد استفاده شده است. هدف از انجام رساله مطالعه پدیده‌شناسی اثر نوسانی نمودن جریان ورودی بر روی شکل‌گیری ساختارهای منسجم در لایه برشی جریان‌های برخوردی و رفتار آن‌ها در پایین‌دست جریان می‌باشد.

  به منظور بررسی فیزیک جریان از ابزارهای عددی و تجربی بهره گرفته شده است. بنابراین ابتدا میدان جریان با استفاده از روش شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ مدل‌سازی شده است و سپس با استفاده از معیار Q و روش تفکیک متعامد حقیقی که مبتنی بر جبر خطی ماتریس‌ها می‌باشد ساختارهای منسجم از فیزیک پیچیده جریان استخراج شده است. همچنین به منظور مطالعه تجربی یک سیستم آزمایشگاهی طراحی شده است. در مطالعه تجربی از تکنیک سیم دودزا برای مشاهده ساختارهای منسجم بهره گرفته شده است و اثرات فرکانس نوسان ورودی و شکل تابع نوسانی بر روی شکل‌گیری ساختارها مورد ارزیابی قرار گرفته است.

  به منظور بررسی تاثیر نوسانی کردن جریان بر روی نرخ فرآیندهای انتقال از یک مطالعه پارامتریکی با رویکرد عددی استفاده شده است. تاثیر پارامترهای مختلف تابع نوسانی از قبیل فرکانس و دامنه نوسان، شکل تابع نوسانی، اختلاف فاز و... بر روی فرآیندهای انتقال جرم(فرآیند خشک کردن)، انتقال حرارت از صفحه داغ و فرآیند اختلاط مورد تحلیل قرار گرفته است. همچنین پس از حل میدان جریان، با استفاده از مقادیر سرعت، دما و آشفتگی در نقاط مختلف جریان میزان تولید آنتروپی و بازگشت ناپذیری محاسبه و نتایج بررسی شده است.

  نتایج این رساله نشان می‌دهد که نوسانی نمودن جریان به دو طریق بر روی دینامیک سیالات تاثیر می‌گذارد. این مکانیسم میدان آشفتگی و مقادیر تولید و اضمحلال انرژی آشفتگی را متاثر می‌کند و همچنین باعث شکل‌گیری پریودیک ساختارهای منسجم و ورتکس در لایه برشی می‌شود. با تغییر پارامترهای نوسانی جریان کیفیت شکل‌گیری و قدرت این ساختارها تغییر می‌نماید. همچنین میزان فرآیندهای انتقال جرم و حرارت بسیار بستگی به شرایط نوسانی دارد و با نوسانی نمودن جریان می‌توان بهبود در مقادیر انتقال را مشاهده نمود.

  کلمات کلیدی

  جریان‌های برخوردی نوسانی- ساختارهای منسجم- شبیه‌سازی گردابه‌های بزرگ- تفکیک متعامد حقیقی- خشک کردن ذرات