در این مطالعه، از دینامیک سیالات محاسباتی برای پیش­‌بینی نرخ سایش در زانویی و مبدل استفاده شده است. مطالعه عددی سایش در این مطالعه بر اساس دیدگاه اویلری-لاگرانژی و با استفاده از نرم افزار FLUENT ( فلوینت ) است. برای در نظرگرفتن اثرات اغتشاشی از مدل انرژی-تلفات آشفتگی یا (k-e) تحقق‌­پذیر استفاده می‌­شود. برای مدل کردن رفتار سیال در مجاورت دیوار و تحليل جريان در لايه مرزي، مدل بهبود یافته دیوار استفاده شده است. همچنین پراکندگی ذرات ناشی از آشفتگی در فاز سیال با استفاده از مدل ردیابی اتفاقی مدل شد و مدل گردشی تصادفی گسسته به منظور در نظر گرفتن برهم­کنش‌­های میان ذرات و گردابه‌­های آشفتگی به کار گرفته شد. با توجه به این که تجزیه و تحلیل اثر چرخش ذرات به عنوان یک عامل مجزا و موثربر سایش در مطالعات قبلی مورد بحث قرار نگرفته است، هدف اصلی این پژوهش، مطالعه تاثیر چرخش ذرات بر مقدار خوردگی سایشی می­‌باشد. در قسمت اول این مطالعه، ردیابی ذرات برای دو حالت بدون در نظر گرفتن چرخش و با درنظر گرفتن چرخش ذرات، با استفاده از نرم افزار FLUENT ( فلوینت ) انجام گرفته است. علاوه­ بر تاثیر چرخش ذرات، عوامل موثر دیگری چون قطر ذرات و سرعت گاز بر نرخ سایش بررسی شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌­دهد که چرخش ذرات تاثیر قابل توجهی بر مسیر حرکت ذرات و در نتیجه بر الگوی سایشی زانویی می‌‌گذارد. مهم­ترین نتیجه گرفته شده از این مطالعه این است که چرخش ذرات مسیر حرکت ذره را تحت تاثیر می­‌گذارد به طوری که ذرات دچار حرکت برگشتی شده و بر الگوی سایشی زانویی و همچنین بر نرخ سایش تاثیر قابل توجهی می­‌گذارد. بعد از پیش‌­بینی سایش در زانویی، در قسمت دوم این مطالعه بااستفاده از بهینه‌­سازی هندسی نشان می­‌دهیم که استفاده از زانویی با مقطع مربعی (باشرط دبی ورودی یکسان با مقطع دایره‌­ای) ماکزیمم نرخ سایش را در حدود 47 درصد کاهش می‌­دهد که راه­کار مناسبی برای کاهش نرخ سایش می­‌باشد. با بررسی صحت روش حل درقسمت اول، در بخش سوم به پیش­‌بینی خوردگی سایشی در یک مبدل حرارتی پرداخته شد. از نتایجی که گرفته شد می­‌توان به این مورد اشاره کرد که لوله­‌های میانی ردیف اول و دوم از بیشترین نرخ سایش رنج می­‌برند. چرا که با حرکت ذرات به سمت صفحه لوله­، با توجه به این که سرعت ذرات تابعی از سرعت سیال پایه است، سرعت ذرات در این نواحی نیز مانند سرعت جریان افزایش می­‌یابد و باعث می‌­شود ذرات باسرعت و نوسانات بیشتری به دیواره­‌های ورودی لوله­‌ها برخورد کنند.

آنچه در این شبیه سازی خواهید آموخت:

1- آشنایی با معادلات مربوط به مدل‌های چند فازی و مدل‌های آشفتگی

2- آشنایی و نحوه کار با مدل لاگرانژین و مدل آشفتگی k-ε تحقق‌پذیر 

3- نحوه ایجاد شبکه‌بندی مناسب در نزدیکی دیوار

4- آشنایی با انواع مدل‌های توسعه یافته سایش

5- نحوه بررسی محل بوجود آمدن پدیده سایش و پارامترهای موثر بر آن با استفاده از نرم افزار FLUENT ( فلوینت )

6- چگونگی بررسی اثر چرخش ذرات بر نرخ سایش و ...

1- آشنایی اولیه با مفاهیم اولیه جریان دوفازی

2- آشنایی با  مدل‌های آشفتگی و چند فازی آن

3- آشنایی با نرم‌افزار Gambit

۴- آشنایی با نرم‌افزار AnsysFluent 16

برای آشنایی با نرم افزار Fluent  می توانید با کلیک بر روی عنوان های زیر به مقاله های مورد نظر هدایت شوید. لازم به ذکر است که نرم افزار Fluent از پرکاربردترین نرم افزار های مهندسی در مقطع کارشناسی ارشد در رشته مهندسی مکانیک می باشد که بسیاری از دانشجویان با استفاده از نرم افزار Fluent  به ارایه پایان نامه های کارشناسی ارشد, پروژه های صنعتی و علمی می پردازند.

- آشنایی با نرم افزار Fluent

- آموزش نصب نرم افزار Fluent