بررسی جریان سیال اطراف دو سیلندر مربعی پشت سر هم در جریان آزاد
جزئیات هندسی و فیزیکی مسأله مورد نظر برای شبیه سازی عددی در این بخش بیان خواهد شد. تحلیل جریان سیال اطراف دو سیلندر مربعی پشت سر هم در جریان آزاد مدنظر این تحقیق میباشد. این سیلندرهای مربعی هم اندازه بصورت عمود بر جریان ورودی قرار گرفتهاند (شکل 3-1). نسبت ارتفاع سیلندرها به ارتفاع میدان حل نسبت انسداد[1] (d/H) تعریف میشود. فاصله بین سیلندرها، فاصله سیلندر بالادست تا مرز ورودی و فاصله سیلندر پاییندست تا مرز خروجی، از دیگر پارامترهای مهم هندسی مسأله تحت بررسی هستند
در بخشهای مختلف فصل دوم به مقالات و کارهای تحقیقاتی انجام شده در این راستا اشاره شد. با بررسی آنها مشخص شد که برای هندسه دو سیلندری تنها در محدودههایی خاص از عدد رینولدز، شبیهسازی عددی یا کارهای آزمایشگاهی انجام شده است. لذا تعیین ویژگیهای جریان در اعداد رینولدز متفاوت و بصورت کاملتر و با جزئیات بیشتر، از ویژگیهای این تحقیق میباشد.
فهرست مطالب
فصل اول: مقدمه 1
1-1 جدایش جریان 1
1-2 نحوه تشکیل و پخش گردابه7
1-3 کاربرد جریانبندها در مهندسی18
فصل دوم: مروری بر فعالیتهای تحقیقاتی گذشته 21
2-1 مقدمه21
2-2 هندسه یک سیلندری در جریان آرام21
2-3 هندسه یک سیلندری در جریان مغشوش31
2-4 هندسه چند سیلندری در جریان آرام 39
2-5 هندسه چند سیلندری در جریان مغشوش 48
فصل سوم: بیان مسأله مورد نظر و معادلات حاکم بر آن 59
3-1 طرح مسأله فعلی و جایگاه آن 59
3-2 هندسه مسأله 62
3-3 معادلات حاکم در جریان آرام 63
3-3-1 میدان جریان سیال 63
3-3-2 میدان دما و انتقال حرارت67
3-4 معادلات حاکم در جریان مغشوش69
3-4-1 میدان جریان سیال و دما69
3-5 جمعبندی معادلات 72
3-6 روش حل مسأله 74
3-7 شرایط مرزی و نحوه اعمال آنها87
3-7-1 مقدمه 87
3-7-2 شرط مرزی ورودی87
3-7-3 شرط مرزی خروجی 89
3-7-4 شرط مرزی دیوار 90
3-7-5 شرط مرزی تقارن 92
فصل چهارم: نتایج جریان آرام 94
4-1 مقدمه94
4-2 مقایسه نتایج بدست آمده برای هندسه یک سیلندری با نتایج موجود95
4-3 مطالعه شبکه99
4-4 مطالعه نسبت انسداد 105
4-5 تحلیل نتایج رژیم جریان آرام 118
4-5-1 تحلیل نتایج جریان سیال برای فاصله بین سیلندری ثابت G=5118
4-5-2 تحلیل نتایج جریان سیال برای فواصل بین سیلندری مختلف 138
4-5-3 تحلیل نتایج انتقال حرارت و میدان دما147
فصل پنجم: نتایج جریان مغشوش 161
5-1 مقدمه 161
5-2 تحلیل نتایج بدست آمده برای جریان سیال162
5-3 تحلیل نتایج میدان دما و انتقال حرارت178
جمع بندی نتایج و ارائه پیشنهادات 183
پیوستها
پیوست الف: متن کامل مقاله ارائه شده در دهمین کنفرانس دینامیک شارهها 1385186
پیوست ب: متن کامل مقاله پذیرفته شده جهت ارائه در کنفرانسISME2007197
پیوست ج: استخراج معادلات حاکم بر جریان و نحوه بیبعد کردن آنها203
پیوست د: محاسبه مشتق اول با دقت مرتبه دوم در یک نقطه در شبکه غیر یکنواخت 212
فهرست منابع 215
فهرست جداول
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه 1
فصل دوم: مروری بر فعالیتهای تحقیقاتی گذشته 21
جدول 2-1 تأثیر فاصله پاییندست سیلندر در رینولدز 100 و نسبت انسداد 7% 22
جدول 2-2 مقایسه نتایج حاصل از استفاده از شرط مرزی خروجی مختلف 24
جدول 2-3 مقایسه نتایج بدست آمده برای سیلندرهایی با نسبت منظرهای متفاوت 34
فصل سوم: بیان مسأله مورد نظر و معادلات حاکم بر آن 59
جدول 3-1 مقادیر بیبعد ابعاد هندسی 62
جدول 3-2 ترمهای مختلف معادلات بی بعد شده جاکم بر مسأله 73
فصل چهارم: نتایج جریان آرام 94
جدول 4-1 مقایسه نتایج بدست آمده از شبکهبندیهایی متفاوت در نسبت انسداد10% 100
جدول 4-2 مقایسه نتایج بدست آمده از شبکهبندیهایی متفاوت در نسبت انسداد 5% 100
جدول 4-3 مقایسه نتایج بدست آمده پارامترهای جریان در نسبت انسدادهای مختلف 106
جدول 4-4 مقایسه نتایج بدست آمده عدد نوسلت سیلندرها در نسبت انسدادهای مختلف 107
جدول 4-5 مقادیر پارامترهای مختلف جریان در اعداد رینولدز متفاوت برای G=5134
جدول 4-6 پارامترهای مختلف محاسبه شده جریان در فواصل بین سیلندری مختلف 143
جدول 4-7 مقادیر محاسبه شده عدد نوسلت سیلندرها در فواصل بین سیلندری مختلف 153
فصل پنجم: نتایج جریان مغشوش 161
جدول 5-1 مقادیر عدد نوسلت وجوه مختلف سیلندرها در اعداد رینولدز متفاوت 182
فهرست مطالب
امواج الکترومغناطیسی
میدانهای الکتریکی و مغناطیسی
امواج متحرک روی یک خط انتقال
فتونها و امواج
فتونها
میدانهای الکترومغناطیسی در فرکانس قدرت
فصل دوم
ثابتهای خطوط انتقال
جنس هادی و ساختمان آن
مقاومت خط
ضریب القائی خط
خطوط سه فاز
هادیهای متساویالفاصله
مساوی کردن ولتاژهای القائی بوسیله پیچیدن خط
ظرفیت خط
ظرفیت خط سهفاز
فصل سوم
محاسبه پارامترهای خط انتقال و کابلها قدرت برش اجزاء محدود
مدل ریاضی
معادلات میدانها
انرژی و تلفات
فصل چهارم
تداخل امواج الکترومغناطیسی با شبکههای مخابراتی
اثرات الکترومغناطیسی
اثرات الکترواستاتیکی
کاهش اثر تداخل
فصل پنجم
تأثیر میدانهای الکترومغناطیسی 50هرتز بر جنین مرغ، قبل یا در حین انکوباسیون
مقدمه
شرح تحقیق
نتیجهگیری
فصل ششم
میدانهای الکترومغناطیسی ELF و سلامت انسان
استانداردهای حدود تابش
استانداردهای حریم خطوط انتقال برق در ایران
اندازهگیری شدت میدانهای ELF
بحث و تفسیر نتایج اندازهگیری شدت میدان در مشهد مقدس
پیشنهادات
فصل هفتم
اثر امواج الکترومغناطیسی در فرکانسهای قدرت بر انسان
استانداردهای ایمنی
بررسی پارامترهای EM در بدن
آثا و سندرومهای حاصل
اثر امواج الکترومغناطیسی روی شیردهی گاوها و حیوانات دیگر
اثر میدانهای مغناطیسی فرکانس پائین
فصل هشتم
بررسی آثار بیولوژیک خطوط انتقال و توزیع نیرو و مروری بر حد حریم مجاز اطراف آن
پدیده فیزیکی
اثرات بیولوژیک
اثرات کرونا در محیط زیست
اثرات میدان مغناطیسی روی موجودات زنده
مقاله گردآوری شده در مورد بررسی امواج الکترومغناطیسی در اطراف سیمهای برق فشار قوی و تأثیرات آن: شامل قسمتهای متنوع امواج و میدانهای الکترومغناطیسی، اندازهگیری ثابتهای خط انتقال با استفاده از روشهای تحلیلی و اجزاء محدود، بررسی و تداخل امواج با شبکههای مخابراتی، راههای کاهش تداخل، اثرات امواج بر موجودات زنده و سلامتی انسان، بررسی حدود مجاز اطراف سیمهای فشار قوی و جریم مجاز در ایران و دیگر موارد میباشد.
از آنجایی که توسعه روزافزون صنایع و همچنین افزایش استفاده از تجهیزات رفاهی برق در واحدهای مسکونی، توسعه و گسترش شبکهها و افزایش میزان تولید را بطور جدی باعث گردیده و گسترش شبکهها انتقال، بوجود آورندة نوعی آلودگی بوده که به نظر من نقش نامطلوب آن در سلامت و بهداشت فرد و جامعه برتر از آلودگیهای دیگر است.
در این پروژه سعی شده که مجموعهای از تحقیقات انجام شده اثرات امواج الکترومغناطیسی در نقاط مختلف جهان را جمعآوری شود و تا حدود عملی راههای پیشگیری و کاهش اثرات بیان گردد.
مقدمه
اهمیت و نقش امواج الکترومغناطیسی از قدیمالایام در زمینههایی چون ارتباطات و مخابرات و رادار موضوعی بوده که همگان از آن واقف بودهاند ولی از آنجایی که درس میدانها و امواج یکی از دروس اختصاصی رشته مخابرات بوده که به عنوان پایه دروس دیگر مهندسی الکترومغناطیسی تلقی میشود و زمینه تخصصهای مختلفی را مانند نظریه و تکنیک میکروویو، آنتن، انتشارات امواج، نظیر امواج الکترومغتاطیسی و غیره را فراهم میسازد.
امروزه نقش میدان مغناطیسی در جوامع صنعتی بیش از پیش در سلامت و بهداشت فرد و جامعه حائز اهمیت میباشد. با توجه به پیشرفت علم و تکنولوژی و طراحی و ساخت سیستمهای متعدد در واقع هدف از آنها برداشتن قسمتی از مشکلات بشر بوده است، گرفتاریهای، بیشتری عارض نسل بشر بوده است.
صدمات نه تنها در تکنولوژی گسترده بلکه حتی در مقیاسهای کوچک- مثل پرتوافکنی ایزوتوپهای دستگاههای عکاسی کوچک – نیز بوجود آمدهاند. صدمات وارده را میتوان به چهار قسمت تقسیم کرد:
1-صدمات اقتصادی
2-صدمات تکنولوژی
3-صدمات جسمی
4-صدمات روحی و روانی
البته خود صدمات روحی و روانی در نهایت منجر به صدمات جسمانی میشود و صدمات جسمانی ممکن است در تمام حالات صدمات عصبی را شامل شوند.
فصل اول
امواج الکترومغناطیسی] 1[
اتمهای یک ماده میتوانند بطریق مختلف از محیط اطراف خود انرژی جذب کنند. مثلاً اگر مادهای در معرض تابش حرارت قرار گیرد تمام یا مقداری از انرژی حرارتی که به ماده میرسد، توسط اتمهای آنها جذب میشود و در نتیجه اتمها به حالت تهییج درمیآیند.
هر یک از اتمهای تهییج شده ممکن است در بازگشت به حال عادی خود، انرژی جذب شده را بصورت پرتوهایی از خود تابش کند، این پرتوها را پرتوهای الکترو مغناطیس گویند.
اصطلاح الکترومغناطیسی بدان جهت است که هر کدام از این پرتوها همواره با دو میدان الکتریکی و مغناطیسی که جهت آنها بر جهت حرکت پرتو عمودند، همراه است.
شکل 1- جهت حرکت پرتو الکترومغناطیسی و میدانهای الکتریکی و مغناطیسی آن
امواج الکترو مغناطیسی دارای طیف یا اسپکتروم وسیعی میباشند که شامل امواج رادیوئی رادار، مادون قرمز، نور مرئی ماوراء بنفش و بالاخره اشعههای ایکس و گاما میباشد.
امواج الکترو مغناطیس دارای تعداد خواص مشترک هستند، مثلاً سرعت تمام آنها در خلاء یکسان است. این سرعت را سرعت سیر نور گویند و مقدار آن برابر است با 3´108m/s متر بر ثانیه یا 300.000km/s کیلومتر در ثانیه
بین بارهای الکتریکی نسبت بهم نیروئی بوجود میآید، بطوریکه بارهای همنام یکدیگر را دفع میکند و بارهای غیر همنام یکدیگر را جذب میکنند و این شبیه نیروهای مغناطیسی است، همانطوری که قوای مغناطیسی از میدان مغناطیسی حاصل میشود – قوای جذب و دفع الکتریکی از میدان الکتریکی سرچشمه میگیرد. وقتی که جریانی از سیم میگذرد در اطراف سیم خطوط میدان مغناطیسی که بشکل دایرهای متحدالمرکز هستند تشکیل میگردند. ولی خطوط میدان الکتریکی بصورت شعایی از سطح سیم بخارج میروند. ]2[
مقدار فلوی مغناطیسی با افزایش مقدار جریان و شدت میدان الکتریکی با افزایش مقدار ولتاژ زیاد میشود. بنابراین در ولتاژهای بالا (اطراف سیمهای برق فشار قوی) شدت میدان الکتریکی بیشتر است ولی در فرکانس بالا شدت میدان مغناطیسی بیشتر است.]6[