شبیه سازی جریان سیال در یاتاقانهای ژورنال میکرو با استفاده از روش شبکه بولتزمن
چکیده
هدف از این پایان نامه توسعه یک برنامه کامپیوتری برای جریان گاز با ابعاد میکرو، بین دو استوانه هم مرکز، توسط روش شبکه بولتزمن می باشد. به منظور مدل کردن اندرکنش بین گاز و دیواره جامد از یک شرط مرزی محلی، برگرفته شده ازتئوری جنبشی گازها استفاده شده است. شبیه سازیهای عددی به گونه ای انجام شده اند که بتوانیم توزیع سرعت مماسی را تحت شرایط مختلف جریان مورد بررسی قرار دهیم. از روش ترکیبی پخش مولکولی و کمانه کردن در جریان میکرو، و از روش کمانه کردن در جریان ماکرو، برای اعمال شرط مرزی روی دیوار انحنادار استفاده شده است. برنامه کامپیوتری اولیه جریان بین دو استوانه هم مرکز با ابعاد میکرو را شبیه سازی می کرد. نتایج برای دو استوانه هم مرکز با ابعاد میکرو بررسی و با نتایج دیگر کارهای انجام شده توسط روش شبکه بولتزمن مقایسه گردیدند و صحت برنامه تایید شد. سپس با توسعه برنامه مذکور و تولید شرط مرزی سرعت لغزشی مرتبه دوم، به یک شبیه سازی عددی جهت مشاهده رفتار یاتاقانهای ژورنال میکرو در محدوده رژیم لغزشی پرداختیم و نتائج حاصل از توزیع فشار به دست آمده با نتائج روش باهم گذاری طیفی (spectral colloction)، مقایسه گردیدند و توافق بسیار خوبی به دست آمد. در پایان این مرحله مشخص شد که شرط مرزی جریان لغزشی، پایداری نقاط تعادلی این یاتاقانها را افزایش میدهد و شرط مرزی بسیار مناسبی است. در نهایت تمامی مراحل بالا در بعد ماکرو نیز شبیه سازی شدند.