Дипломная работа на тему "ТЮМГУ | Численное моделирование потоков вязкой жидкости в каналах"

Работа на тему: Численное моделирование потоков вязкой жидкости в каналах
Оценка: отлично.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕIШЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИНСТИТУТ МАТЕМАТИКИ И КОМПЬЮТЕРНЫХ НАУК
Кафедра фундаментальной математики и механики

РЕКОМЕНДОВАНО К ЗАЩИТЕ

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
бакалавра
ТЕМА РАБОТЫ
Численное моделирование потоков вязкой жидкости в каналах

01.03.03 Механика и математическое моделирование

Тюмень 2023 год

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПОТОКОВ ВЯЗКОЙ
ЖИДКОСТИ И ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 5
1.1 КЛАПАН ТЕСЛЫ, ПРИНЦИП РАБОТЫ 5
1.2 ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ГИДРОДИНАМИКА 7
1.3 ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМА SIMPLE РЕАЛИЗОВАННОГО В РЕШАТЕЛЕ SIMPLEFOAM 9
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КЛАПАНА ТЕСЛЫ 12
2.1 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 12
2.2 СОЗДАНИЕ ГЕОМЕТРИИ И СЕТКИ 13
2.3 ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ 20
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 30

ВВЕДЕНИЕ
Уровень вычислительной мощности, которую способны предоставить современные компьютеры, позволяет относительно быстро и точно конструировать сложные комплексные системы, способные работать в нескольких режимах.
Эдриан Ньюи, инженер-конструктор аэродинамик, описывает процесс конструирования так: прежде всего идет творческий процесс создания чертежей, далее их сканирование для переноса в CFD – программы, изучение расчетов, тесты в аэродинамической трубе. Примером сложной комплексной системы, созданной при помощи вычислительной гидродинамики, может служить машина формулы один — RB19. На всех современных машинах формулы один заднее антикрыло способно открываться, что позволяет добиться большей максимальной скорости на прямых участках трассы. Так же у машин этой гоночной серии сзади имеется диффузор, который расположен в конце днища машины и создает дополнительную прижимную силу. Диффузор и заднее антикрыло работают в связке, так, что, когда под антикрылом образуется область пониженного давления, она оказывает эффект на воздух, проходящий под днищем и выходящим через диффузор, дополнительно ускоряя его, что положительно сказывается на прижимной силе. Особенностью же RB19 является доминирующая над всеми остальными машинами чемпионата эффективность открытого антикрыла. При открывании заднего антикрыла давление воздуха под ним существенно возрастает, следовательно и воздух, выходящий через диффузор, более не получает дополнительного ускорения. Таким образом, прижимная сила, действующая на машину, становится меньше.
Так же без вычислительной гидродинамики не обойтись при изучении микропроцессов и создании микрофлюидных устройств. Устройства, представляющие собой подмножество устройств, расположенных на чипе размером от нескольких миллиметров до нескольких квадратных сантиметров, способные работать с очень малыми объемами жидкости, называются лабораторией на чипе или же LOC. Используется для химического анализа.
Безусловным преимуществом такого устройства является его размер и низкий расход жидкости. Вся сложность заключается в высоком требовании к моделированию, а так же сложная гидравлическая сеть требует наличие нескольких микронасосов. Транспортировка точных объемов жидкости — это важная задача для микрофлюидных устройств. Микронасос без клапана является наиболее привлекательным выбором за счет его простоты, масштабируемости и долговечности.
Существует два принципиально разных типа гидравлических диодов, обратных клапанов без подвижных элементов, – резисторные и дефлекторные. Резисторные гидравлические диоды – это клапаны, которые работают за счет деформации обратного потока, приводящего к значительному увеличению его гидравлического сопротивления. Дефлекторные гидравлические диоды – это клапаны, у которых уменьшение обратного потока организуется за счет отклонения его движения и турбулизации или закрутки в проточной камере.
В данной работе рассматривается клана Тесла, который является примером гидравлического диода дефлекторного типа. Будет проведена работа с теорией и изучением математической модели решателя SimpleFoam пакета OpenFoam, будет проведено исследование эффективности работы клапана Теслы при однофазном стационарном течении за счет анализа результатов расчета и анализа визуализации модели течения.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. OpenFoam.org v10; C++ Source Code Guide.
2. OpenFOAM: API Guide v2112
3. А.В. Зенков, Численные методы учебное пособие, 2016
4. Загоскин А.А. Стационарное ламинарное течение в трубе, 2015.
5. Мохаммадзаде, К .; Колахдуз, Эбрахим М .; Ширани, Э .; Шафии, МБ (2013). «Численное исследование работы микроклапана типа Тесла в бесклапанном микронасосе в диапазоне низких частот» . Журнал микробиоробототехники .
6. С. Пэн , Г. Петерсон , Б. Ван; ФРИКЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕЧЕНИЯ ВОДЫ ПО ПРЯМОУГОЛЬНЫМ МИКРОКАНАЛАМ, 1994.
7. Эдриан Ньюи, Как построить машину, 2019.