تحلیل سه بعدی جریانهای نیرو محرک دیناموهیدرومغناطیسی با استفاده از گرادیانهای فشار ثابت
نویسندگان
1 مهندسی مکانیک، دانشگاه بیرجند
2 دانشکده مهندسی، دانشگاه بیرجند
doi
چکیده
جریانهای نیرو محرک داخلی که در آنها نیروی محرک جریان در هر مقطع عرضی کانال، توزیع کاملاً یکنواختی دارد، در سرتاسر کانال، یک میدان سرعت توسعه یافتهای را ایجاد میکنند. حتی اگر نیروی محرک فقط بر بخش معینی از طول کانال اعمال شود، پروفیلهای سرعت ـ مشابه جریان فشار محرک ـ همه جا سهمیگون هستند. لذا میتوان نیروی محرک حجمی را ابتدا به طور مجازی حذف کرده و به جای آن از یک گرادیان فشار ثابت معادل در سراسر کانال استفاده نمود. در این صورت، اگرچه توزیع فشار واقعی با یک توزیع فشار خطی، معادل و جایگزین میشود اما پروفیل سرعت حاصله تغییری نخواهد کرد. مزیت چنین کاری این است که حل سهبعدی معادلات را میتوان به حل دو بعدی (با معادلهی پواسون) برای مقطع عرضی کانال تبدیل نمود. به علاوه با این جایگزینی، میتوان میدانهای سرعت و فشار در شبکهای از کانالهای بهم متصل را به راحتی محاسبه نمود. از دیگر کاربردهای این سادهسازی، حل معادلات مومنتوم در جریانهای داخلی MHD است، چراکه در جریانهای MHDنیز، نیروی حجمی لورنتز به خصوص در کاربردهای میکرونی نظیر میکروپمپها میتواند با تقریب خوبی در سطح مقطع کانال، یکنواخت تلقی شود. مقایسهی نتایج حاصل از این روش جدید حل، با نتایج حاصل از حل سهبعدی، نشان میدهد که روش حاضر میتواند به خوبی در حل میدان سرعت و فشار در شبکههای میکروسیالی بکار رود و هزینههای سنگین تحلیلهای سهبعدی را کم نماید.
