پديد آورنده :
حمزه ئي، سجاد
عنوان :
بررسي صحت تئوري تيلور در حالت معادله‌ي بقاي بار ديناميك براي تغيير شكل يك قطره و يك جفت قطره تحت اثر ميدان الكتريكي يكنواخت در دو و سه بعد
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
تبديل انرژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
چهارده، 91 ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
سعيد مرتضوي
استاد مشاور :
محسن ثقفيان
توصيفگر ها :
الكتروهيدروديناميك , سيال دو فازي , روش تعقيب جبهه , قطرات آبليت و پروليت , معادله‌ي بقاي بار
استاد داور :
محمدرضا سليم پور، محمدرضا توكلي
تاريخ ورود اطلاعات :
1398/04/23
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1398/04/25
چكيده فارسي :
چکیده الکتروهیدرودينامیک شاخهای از مکانیک سیاالت است که به تأثیر متقابل نیروهای الکتريکی و میدان سیال میپردازد باتوجه به گسترش کاربردهای اين علم در سالهای اخیر مطالعات در اين باب افزايش پیدا کرده است بررسی رفتار قطره غوطهور در سیال ديگر از مسائل الکتروهیدرودينامیک و همچنین مکانیک سیاالت چندفازی است مسائل دينامیک سیاالت چندفازی با يک چالش بزرگ روبرو هستند و آن وجود مرز مشترک در بین دو فاز سیال است در مرز مشترک دو سیال خواص تغییر میکند و پیوستگی در خواص وجود ندارد به همین علت مسائل چند فازی پیچیدگی بیشتری دارند و حلهای تحلیلی محدودتری دارند از اين رو مسائل چند فازی بیشتر اوقات با رويکرد عددی و يا تجربی بررسی میشوند در سالهای اخیر با پیشرفت کامپیوترها حلهای عددی مورد توجه بیشتری نیز قرار گرفتهاند در اين تحقیق حل عددی برای يک قطره ويک جفت قطره غوطهور در سیال ديگر بررسی می شوند معادالت حاکم بر اين مسأله بیان شده و سپس گسسته سازی شدهاند معادلهی بقای بار الکتريکی بهصورت دينامیکی مدل شده و ترم جابجايی بار الکتريکی توسط میدان سرعت سیال در نظر گرفتهشدهاست نیروی الکتريکی وارد به سطح مشترک دو سیال بهصورت نیروی حجمی به معادالت ناوير استوکس اضافه می شود تا میدان سیال و در نتیجه شکل قطره به دست آيد برای حل عددی اين مسأله از شبکه بندی به روش تعقیب جبهه استفاده می شود در اين روش يک شبکه ثابت و يک شبکه ی متحرک به کار برده می شود شبکه متحرک سطح مشترک دو سیال ايجاد میکند و با تغییر شکل قطره حرکت میکند در نهايت اعدادبیبعد مسأله بیان شدهاند اثر هريک از آن ها روی تغییر شکل قطره بررسی شدهاست دو عدد بیبعد رينولدز الکتريکی معرفی شدهاند و محدودهی اعتبار نتايج تحلیلی تیلوربرای اين دو رينولدز الکتريکی بیان شدهاست مشاهدهشد که هرچه 2 بزرگتر باشد اثرات جابجايی بار در سیستم بیشتر میشود و و نتايج شبیهسازی با نتايج تیلور متفاوت میشود همچنین اگر 1 بزرگ باشد با توجه به وجود فرض جريان استوکس در تئوری تیلور نتايج حاصل از شبیهسازی با اين تئوری قابل توضیح نیست کلمات کلیدی الکتروهیدرودينامیک سیال دو فازی روش تعقیب جبهه قطرات آبلیت و پرولیت معادلهی بقای بار
چكيده انگليسي :
Verification of Taylor Theory in the Case of Dynamic ChargeConservation Equation for Deformation of a Drop and a Pair of Drops by Uniform Electric Field in Two and Three Dimensions Sajjad Hamzeei sajjadhamzeei@gmail com Date of Submission 2019 07 01 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree M Sc Language FarsiSupervisor Saeed Mortazavi saeedm@cc iut ac irAbstractElectrohydrodynamics is a branch of fluid mechanics that deals with the interaction of electric forces and fluidfields Due to the increasing use of this science electrohyrodynamics studies have grown in recent years Studythe behavior of floating fluid droplet in another fluid is issue of electrohydrodynamics and also multiphasefluid mechanics Multiphase fluid mechanics problems face a major challenge and it is boundary between thetwo phases of the fluid On the interface the two fluid properties change and there is no continuity inproperties For this reason multiphase problems are more complicated and have more limited analyticalsolutions Hence multiphase fluids are often treated numerically or experimentally In recent years with theadvancement of computers numerical solutions have also been considered In this study numerical solutionsfor a droplet and a pair of floating droplets in another fluid are investigated Governing equations of the problemare expressed and then discretized The electric charge conservation equation is dynamically modeled and theterm of electric charge convection by the fluid velocity field is considered The electrical forces located at thefree interface of two fluids are added to Navier Stokes equations as a body force to obtain the fluid field andthus the shape of the droplet Front tracking technique is used to solve numerical problem In this technique afixed and a moving grid are used The moving grid creates the interface of two fluids and moves withdeformation of droplet Finally the dimensionless numbers are expressed The effect of each of dimensionlessnumber is investigated on the deformation of the droplet Two dimensionless electrical Reynolds numbers havebeen introduced and the range of validity of the Taylor analytical results has been expressed for these twoelectrical Reynolds It was observed for larger Re2 the charge convection effects in the system are increasedand the simulation results differ from Taylor s theory results Also if the Re1 is large due to the assumption ofthe Stokes flow in Taylor s theory the results of simulation with this theory cannot be explained Keywords Electrohydrodynamics Multiphase flow Front tracking technique Oblate and prolate droplets Chargeconservation equation
استاد راهنما :
سعيد مرتضوي
استاد مشاور :
محسن ثقفيان
استاد داور :
محمدرضا سليم پور، محمدرضا توكلي
