شبیه سازی سیال بینگهام با استفاده از مدل شبکه تراکم ناپذیر بولتزمن

اختصاصی از نیک فایل شبیه سازی سیال بینگهام با استفاده از مدل شبکه تراکم ناپذیر بولتزمن دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

عنوان انگلیسی: 

Bingham fluid simulation with the incompressible lattice Boltzmann model

عنوان فارسی:

شبیه سازی سیال بینگهام با استفاده از مدل شبکه تراکم ناپذیر بولتزمن

رشته : مهندسی مکانیک، انرژی، قدرت

تعداد صفحات مقاله اصلی: 7 صفحه (pdf)

تعداد صفحات ترجمه: 21صفحه (word)

سال انتشار: 2011

مجله

Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics

لینک دانلود مقاله

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0377025710002855

Abstract

The Bingham fluid flow is numerically studied using the lattice Boltzmann method by incorporating the Papanastasiou exponential modification approach. The He–Luo incompressible lattice Boltzmann model is employed to avoid numerical instability usually encountered in non-Newtonian fluid simulations due to a strong non-linear relationship between the shear rate tensor and the rate-of-strain tensor. First, the value of the regularization parameter in Bingham fluid mimicking is analyzed and a method to determine the value is proposed. Then, the model is validated by pressure-driven planar channel flow and planar sudden expansion flow. The velocity profiles for the pressure-driven planar channel flow are in good agreement with analytical solutions. The calculated reattachment lengths for a 2:1 planar sudden expansion flow also agree well with the available data. Finally, the Bingham flow over a cavity is studied, and the streamlines and yielded/unyielded regions are discussed.

Keywords:

•  Non-Newtonian fluid; 
• Lattice Boltzmann method; 
• Bingham fluid; 
• Yield stress; 
• Cavity flow; 
• Expansion flow

شبیه سازی سیال بینگهام با استفاده از مدل شبکه تراکم ناپذیر بولتزمن

چکیده:

جریان سیال بینگهام با استفاده از روش شبکه بولتزمن با ترکیب روش اصلاح نمایی پاپاناستاسیو به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. مدل هی-لوی شبکه تراکم ناپذیر بولتزمن که برای جلوگیری از بی ثباتی عددی استفاده می شود، با توجه به رابطه غیر خطی قوی بین تانسور نرخ برش و تانسور نرخ کرنش معمولا در شبیه سازی سیالات غیر نیوتنی بکار می رود. ابتدا، مقدار پارامتر تنظیم در شبیه سازی سیال بینگهام مورد آنالیز قرار گرفت و روشی برای تعیین این مقدار ارائه شد. سپس، این مدل با استفاده از جریان کانال دو بعدی تحت فشار و جریان انبساط ناگهانی دو بعدی مورد ارزیابی قرار گرفت. پروفیل های سرعت برای جریان کانال دو بعدی تحت فشار به خوبی با راه حل های تحلیلی سازگار بود. همچنین طولهای اتصال مجدد محاسبه شده برای یک جریان انبساط ناگهانی دو بعدی 2 به 1 نیز به خوبی بر داده های موجود منطبق بود. در نهایت، جریان بینگهام روی یک حفره مورد مطالعه قرار گرفت، و جریانات حاصل و مناطق تسلیم شده/نشده مورد بحث و بررسی قرار گرفت.

کلید واژه ها: سیال غیر نیوتنی، روش سیال بینگهام، سیال بینگهام، تنش تسلیم، جریان حفره، جریان انبساطی، شبکه تراکم ناپذیر بولتزمن، پاپاناستاسیو،مدل هی لو

فهرست مطالب

چکیده: 1

1. مقدمه. 1
2. روشهای عددی.. 3
3. 1. رویکرد پاپاناستاسیو برای سیالات بینگهام. 3
4. 2. مدل شبکه بولتزمن.. 7
5. نتایج و بحث.. 10
6. نتایج.. 19

آزمایش مرکز فشار

اختصاصی از نیک فایل آزمایش مرکز فشار دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

عنوان آزمایش:مرکز فشار

هدف آزمایش:اندازه گیری نیروی ناشی از فشار آب بر یک سطح ( نیروی هیدرواستاتیک )وتعیین نقطه اثر این نیرو (مرکز فشار)

فرمت:ورد

توضیحات:هنگامی که جسمی در سیالی غوطه ور باشد . نیروی وارد بر یک سطح آن که نسبت به سطح سیال دارای زاویه θ است .

کاربرد استخراج با سیال فوق بحرانی در صنایع غذایی

اختصاصی از نیک فایل کاربرد استخراج با سیال فوق بحرانی در صنایع غذایی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)تعداد صفحات86

مقدمه:
استخراج با حلال یکی از قدیمی‌ترین روش‌های جداسازی بوده و بدون شک تاریخ استفاده از آن به قبل از میلاد برمی‌گردد. علم استخراج با حلال در طی مدت زمان طولانی، توسعه یافته است و بیشترین پیشرفت در مورد حلالها و سیالهای مورد استفاده در فرآیندهای استخراج بوده است. روش‌های استخراجی نظیر، سونیکیشن1، سوکسله2، استخراج با فاز جامد و استخراج مایع-مایع که مدتها پیش ابداع شده‌اند امروزه نیز به همان صورت قبلی جهت تهیه نمونه بکار می‌روند. بعلاوه، روش‌های استخراج با حلالهای مایع نظیر سوکسله دارای محدودیت‌های مختلفی همچون آلودگی محیط زیست بدلیل وجود حلالهای دورریز، بازگیری ناقص نمونه‌ها، وقت گیر بودن فرآیند، مصرف زیاد حلال و... هستند. بدین‌ترتیب، محققان به فکر ابداع روش جدید استخراجی افتادند که علاوه بر‌اینکه معایب فوق را نداشته باشد بلکه دارای مزایای چندی نیز باشند. یکی از‌این روش‌ها، استخراج با سیال فوق بحرانی3 (SFE) است که مزیت‌های بسیاری دارد که از مهمترین آنها می‌توانیم به کاهش زمان استخراج و عدم آلودگی محیط زیست اشاره کرد.

فصل اول
استخراج با سیال فوق بحرانی

1-1- تاریخچه
هوگارت1 و‌هانی2 در سال 1879 خواص بی نظیر سیال فوق بحرانی اتانول و تتراکلریدکربن را توضیح دادند. آنها دریافتند که حلالیت‌هالیدهای فلزی در‌این دو سیال خیلی بالاست. در سال 1906 بوخنر3 اعلام کرد که حلالیت مواد آلی غیرفرار در دی اکسید کربن فوق بحرانی ده برابر مقداری است که از مطالعات فشار بخار انتظار می‌رفت. در سال 1958 زهوز4 و همکارانش استخراج لانولین از پشمهای روغنی با CO2 فوق بحرانی را گزارش کردند. نقطه شروع استفاده از سیالهای فوق بحرانی در فرآیندهای صنعتی از کار زوسل5 در انیستیتوی ماکس پلانک در مطالعه زغال سنگ آغاز شد. امروزه‌این سیالها کاربرد فراوانی در اغلب صنایع پیدا کرده‌اند. با‌این حال استفاده از SFE به عنوان یک تکنیک تجزیه‌ای تا دهه 1980 به تأخیر افتاد. در سال 1976 استال6 و شیلز7 سیستم استخراجی میکرو را به همراه کروماتوگرافی لایه نازک به کار بردند. از‌این سال به بعد SFE در حد تجزیه‌ای رشد سریعی کرد به طوری که امروزه‌این سیستم به صورت پیوسته یا ناپیوسته با سیستم‌های کروماتوگرافی گازی، کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا و کروماتوگرافی با سیال فوق بحرانی کاربرد وسیعی در آنالیز انواع نمونه‌ها پیدا کرده است بطوریکه در سالهای 1990-1992 بیش از یکصد مقاله در‌این زمینه ارائه شده است.
1-2- خصوصیات و مزایای یک سیال فوق بحرانی
هر ماده‌ای را که در دما و فشاری بالاتر از دما و فشار بحرانی اش قرار گیرد، سیال فوق بحرانی گویند. شکل (1-1) نمودار فاز ساده‌ای است که نقطه بحرانی و ناحیه فوق بحرانی را نشان می‌دهد.
یک سیال فوق بحرانی خصوصیاتی مابین خصوصیات یک گاز و مایع را داراست. آنچه باعث شده تا سیال فوق بحرانی برای استخراج مورد استفاده و توجه قرار گیرد خصوصیات فیزیکی آن است. همانطوریکه در جدول (1-1) مشاهده می‌شود چگالی سیال فوق بحرانی تقریباً هزار برابر چگالی حالت گازی می‌باشد، بهمین دلیل قدرت حل کنندگی سیال فوق بحرانی بیشتر از گازها و مشابه مایعات است. از طرفی، سیال فوق بحرانی دارای نفوذپذیری زیادتر و ویسکوزیته کمتر نسبت به حلالهای مایع است، ‌این دو عامل انتقال جرم را کنترل می‌کنند و باعث می‌شود تا SFE خیلی سریع عمل کند.
1- دما و فشار فوق بحرانی پائینی داشته باشد.
2-از نظر سلامتی برای انسان خطرناک نباشد، یعنی آتشگیر و سمی‌نباشد.
3-از نظر شیمیایی بی اثر باشد و درجه خلوص آن بالا بوده و ارزان باشد.
چرا CO2 به عنوان حلال عمومی در استخراج به روش سیال فوق بحرانی انتخاب شده است؟
بهترین حلال برای SFE در استخراج‌ترکیبات طبیعی(غذاها و داروها) CO2 است زیرا یک‌ترکیب خنثی، ارزان، در دسترس، بی بو، بی مزه، دوستدار طبیعت و حلال GRAS است. همچنین در ماده فرآیند SFE با CO2، حلال در ماده استخراج شده باقی نمی‌ماند زیرا که‌این ماده در شرایط طبیعی به صورت گاز می‌باشد. علاوه بر‌این، دمای بحرانی آن است که برای مواد حساس به حرارت شرایط‌ایده آلی را بوجود می‌آورد و به خاطر گرمای نهان پایین آن، انرژی کمی برای جداسازی آن از ماده استخراجی لازم است. نکته دیگر آنکه، انرژی مورد نیاز برای بدست آوردن حالت فوق بحرانی CO2اغلب کمتر از انرژی مورد نیاز برای تقطیر حلالهای آلی تجارتی است. در کل قابلیت استخراج‌ترکیبات با CO2فوق بحرانی بستگی به وجود گروه‌های عاملی ویژه در‌این‌ترکیبات، وزن ملکولی و قطبیت آنها دارد.

دانلود مقاله بررسی امکان استفاده از تکنولوژی‌های جدید (استفاده از سیال فوق بحرانی)در استخراج روغن ذرت

اختصاصی از نیک فایل دانلود مقاله بررسی امکان استفاده از تکنولوژی‌های جدید (استفاده از سیال فوق بحرانی)در استخراج روغن ذرت دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

ذرت گیاهی از خانواده گیاهان علفی است این گیاه از جنس zea mays و از خانواده گرامینه است که تاکنون 507 گونه آن شناخته شده است.  نوع و میزان مصرف ذرت در نقاط مختلف دنیا متفاوتست. از دانه درشت به اشکال مختلف استفاده می‌شود که مهمترین آن عبارتند از: مصارف تغذیه‌ای برای انسان، مصارف تغذیه‌ای به عنوان خوراک دام و طیور و مصارف صنعتی برای تولید تنقلات مانند ذرت پولک شده، برگه شده، آرد و بلغور ذرت که برای صبحانه استفاده می‌شود. و آسیاب کردن ذرت برای تولید نشاسته، دکسترین و روغن و شکر و تولید فرآورده‌های تخمیری، مانند اینها. نظیر بسیاری از دانه‌های خوراکی ذرت در درجه اول برای نشاسته و پروتئین موجود در آن کشت می‌شود. و روغن درصد کمی از وزن مغز دانه را تشکیل می‌دهد.

از آنجا که چربی‌ها و روغن‌ها موادغذایی باارزشی هستند، که علاوه بر تأمین انرژی نقش مهمی در بقاء سلامت و ادامه حیات داشته و در گروه کالاهای مصرفی ضروری جای دارند، چربی و روغن‌ها منبع فشرده‌ای از انرژی غذایی بوده و ویتامین‌های محلول در چربی که در تأمین سلامت نقش مهمی را به عهده دارند از طریق مصرف این مواد به بدن می‌رسند و همچنین اسیدهای چرب اساسی که بدن قادر به ساختن آنها نیست از راه مصرف روغن‌های نباتی تأمین می‌شوند. و از طرف دیگر در صنایع غذایی فرآوری موادغذایی دارای وظایف عمده‌ای می‌باشند. با توجه به این مسائل این مواد از منابع مختلفی باید تأمین شوند که یکی از این منابع ذرت می‌باشد در مورد این گیاه جوانه ذرت قسمت غنی از روغن است و روغن جوانه به دلیل داشتن مقاومت گرمایی در نقطه دود بالا برای سرخ کردن موادغذایی مناسب و به دلیل داشتن اسیدهای چرب اساسی و وزن مخصوص مناسب به عنوان روغن سالاد هم به خوبی قابل مصرف است. که دراین مقاله ترکیب روغن ذرت و ویژگی‌های آن، روش‌های استخراج روغن از طریق پرس و از طریق حلال، روش استفاده از سیال فوق بحرانی از جوانه و تأثیر فرآیند بر خارج ساختن سموم قارچی و کیفیت روغن ذرت مورد بررسی قرار می گیرد.

واژه کلیدی: روغن ذرت ـ‌ جوانه ذرت ـ استخراج

ترکیبات روغن ذرت :جوانه ذرت قسمت غنی از روغن ذرت است که قبل از روغن‌کشی به طریق خشک یا مرطوب از مغز دانه جدا و روغن آن استخراج می‌شود. ویژگی‌های جوانه ذرت شامل موارد زیر است:

پنج اسید چرب اصلی که در حدود 4/99 درصد کل اسیدهای چرب را تشکیل می‌دهند که عبارتند از لینولئیک، اولیئک، پالمتیک، استئاریک، لینولنیک .

کل مقدار اسیدهای چرب اشباع شده در روغن ذرت موم‌گیری شده کمتر از 5/0درصد است. علیرغم مقدار زیاد اسیدهای چرب غیراشباع روغن ذرت دارای پایداری زیادی بوده و برای بسیاری از مصارف از جمله برای سرخ کردن مناسب است. دلیل پایداری خیلی خوب روغن ذرت مقدار زیاد مواد ضد اکسیداسیون طبیعی موجود در آن نظیر اسید فرولیک و توکفرول‌ها است از نظر کل توکفرول‌ها روغن ذرت پس از روغن جوانه گندم در مقام دوم قرار دارد. روغن ذرت بی‌بو شده دارای %12/0-8/0 توکفرول است که 80-70 درصد گاما توکفرول به 25-20 درصد آلفاتوکفرول و 5-3 درصد دلتا توکفرول است.

روغن ذرت منبع خوبی از ویتامین E بوده، همچنین روغن ذرت فاقد رنگدانه‌های کلروفیل است که عمل اکسیداسیون را در حضور نور تسریع کند. به علاوه پایداری روغن ذرت ممکن است مربوط به حضور یوبی‌کینون باشد. که این دسته از ترکیبات دارای فعالیت بیولوژیکی و ضد اکسیدانی هستند. مقدار مواد غیرقابل صابونی در روغن ذرت 3/2-3/1 است که کمی بیشتر از مقدار نظیر برای سایر روغن‌های خوراکی معمول است در حدود %60 این عداد غیرقابل صابونی شدن را استرول‌ها تشکیل می‌دهند. استرول‌های مهم روغن ذرت بتاسیتو ـ سترول، کامپسترول و استیگما استرول هستند. هیدروکربن‌ها %3/3 قسمت غیرقطبی را تشکیل می‌دهند و اسکوالن ترکیب اصلی این قسمت است.

شامل 6 صفحه فایل WORD قابل ویرایش

کد متن باز مدلسازی جابجایی طبیعی سیال غیرنیوتنی با خاصیت توانی به روش شبکه بولتزمن+ مستندات و راهنمای کامل

اختصاصی از نیک فایل کد متن باز مدلسازی جابجایی طبیعی سیال غیرنیوتنی با خاصیت توانی به روش شبکه بولتزمن+ مستندات و راهنمای کامل دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

در این برنامه برای مدلسازی جابجایی طبیعی سیالات غیرنیوتنی با خاصیت توانی در محفظه­ای مستطیلی از روش شبکه بولتزمن با مدل سرعتی D2Q9 برای توزیع دما و جریان سیال استفاده شده است. جهت مدلسازی رفتار سیال غیرنیوتنی از  یکی از جدیدترین مدل­ها با دقت مرتبه دو و در هر چهار دیواره محفظه از شرط مرزی بازگشت به عقب استفاده شده است. گفتنی است که تمامی پارامترهای ورودی و خروجی برنامه بی ­بعد هستند.

این برنامه به زبان فرترن نوشته شده و در دو فرمت فرترن 90 و 95 تهیه شده است.

برای دانلود ورژن رایگان برنامه به وبلاگ شبکه بولتزمن ایرانی مراجعه نمایید.