در این پژوهش با استفاده از نرم افزار OpenFOAM  جریان دو¬فازی گاز-مایع غیر همسو در لوله های بزرگ مقیاس به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. تا کنون تعداد کمی از پژوهش‌های صورت گرفته در حیطه جریان‌های غیر همسو در لوله‌های با قطر بزرگ مقیاس انجام شده است. در لوله عمودی هوا از پایین به بالا و آب از بالا به پایین جریان دارد و محدوده سرعت‌های ظاهری هوا و آب به ترتیب m/s) 2-7.1) و m/s) 0.01-0.15) است. به منظور اطمینان از صحت آزمایش ها، صحت سنجی نقشه الگوهای به دست آمده با نتایج آزمایشگاهی به دست آمده از آزمایشگاه جریان‌های چند فازی دانشگاه تربیت مدرس صورت گرفته است. شبیه سازی های عددی با استفاده از نرم افزار اپن فوم به انجام رسیده است. در کار حاضر با استفاده از نرم‌افزار OpenFOAM  علاوه بر جریان برگشتی، از رژیم های لخته‌ای، متلاطم و حلقوی می توان به عنوان رژیم‌های اصلی مشاهده شده در لوله عمودی نام برد. تلاش بر این بوده است که در ترسیم نقشه الگوهای جریان، عدم قطعیت تعیین مرزها به حداقل رسیده باشد. نتایج به دست آمده از شبیه‌سازی عددی از سازگاری خوبی با نتایج تجربی برخوردار بوده و مدل ارائه شده تغییرات الگوهای مختلف بر اساس تغییر سرعت‌های ظاهری فازها را به خوبی نمایش داده است. در بخش دیگری از آزمایش به شبیه‌سازی عددی جریان غیر همسو در لوله‌ای افقی و بزرگ مقیاس پرداخته شد. این لوله طولی برابر با 470 (mm) را دارا بوده و قطر آن 60 (mm) است. محدوده سرعت های ظاهری هوا و آب به ترتیب m/s) 1-10) و m/s) 0.1-0.4) است. رژیم لایه ای، جریان برگشتی جزئی و جریان برگشتی کلی، الگوهای مشاهده شده در لوله افقی می باشد. در شبیه سازی صورت گرفته، تغییرات هر یک از رژیم ها در اثر تغییر سرعت فازها نیز مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به اهمیت لوله های افقی در صنایع مختلف تلاش بر این بوده است که با ترسیم نقشه الگوهای جریان با انجام شبیه سازی های فراوان تحت سرعت های مختلف فازها، محدوده‌های ایمن در این لوله ها شناسایی شده و افزایش بهره‌وری صنایع را به همراه داشته باشد.

آنچه در مستندات حاضر خواهید آموخت:

1- آموزش مدل­سازی دو بعدی و سه بعدی لوله­ ها در اپن فوم

2- آموزش شبیه سازی جریان غیر همسو به صورت افقی و عمودی

3- نحوه اعمال شرایط مرزی و اولیه

 4- آموزش نحوه جمع‌آوری و ویرایش فایل‌های مورد نیاز برای شبیه‌سازی با استفاده از نرم افزار OpenFOAM

 5- ذخیره نتایج با فرمتهای مختلف (داده‌های اکسل، عکس و ویدئو)

نکات و الزامات:

1- پروژه حاضر با استفاده از نرم‌افزار OpenFOAM 2.3.0 و در سیستم عامل لینوکس انجام شده است

2- آشنایی مقدماتی با جریان‌های دوفازی و الگوهای جریان مختلف، به درک بهتر مطالب کمک می کند

3- آشنایی اولیه با CFD

برای آشنایی با نرم افزار Openfoam می توانید با کلیک بر روی عنوان های زیر به مقاله های مورد نظر هدایت شوید. لازم به ذکر است که نرم افزار Openfoam 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 Openfoam به ارایه پایان نامه های کارشناسی ارشد, پروژه های صنعتی, پژوهشی و علمی می پردازند.

- آشنایی با نرم افزار Openfoam

- آموزش نصب نرم افزار Openfoam