استخراج و حل معادله انرژي جريان توربولاني سيال ميكروپلار با بكار گيري اثر شكل و ابعاد مؤلفه هاي آن

Derivation and solution of energy equation for micropolar turbulence fluid by Using the effect of shape and dimensions of its components

در اين مقاله، ابتدا ترم هاي انرژي مكانيكي سيال در معادلات انرژي و برنولي مورد مطالعه قرار مي گيرد، سپس به بررسي پارامترهاي قطبي جريان سيال ميكروپلار و اثرات مربوط به چرخش ريزذرات، ممان اينرسي، تنش كوپل ايجاد شده از چرخش و تحليل ضريب تصحيح انرژي جنبشي به عنوان عاملي اساسي در تحليل جريان توربولاني، پرداخته مي شوند. بسياري از دانشمندان و محققان اين عرصه نشان دادند كه تئوري هاي كلاسيك سيالات، نتايج نادرستي در رابطه با رفتار سيالات پرذره و سوسپانسيون ها مي دهند و قادر به مدل سازي اثرات مربوط به چرخش ميكرواسكيل ريزذرات براي جريان هاي توربولاني نيستند. در معادلات مربوط به ترم هاي انرژي مكانيكي سيال، علاوه بر انرژي جنبشي، پتانسيل و دوراني، انرژي جنبشي و كار مربوط به دوران ريزساختارهاي سيال نيز در نظر گرفته مي شود. در اين حالت ذرات سيال، ذرات ريز صلب و كروي فرض مي-شوند كه با سرعت زاويه ايي قابل اندازه گيري و مستقل از سرعت خطي در حال دوران اند. در اين صورت در معادله ي انرژي جريان سيال ميكروپلار، اثرات مربوط به نيروهاي دوراني و ريزچرخش ذرات با استفاده از محيط پيوسته كسرات مورد تحليل قرار مي گيرند. هدف از ارائه ي اين مقاله شناسايي ممان اينرسي و تعيين مفهوم آن با مقايسه ي معادله ي انرژي جريان سيال ميكروپلار با معادلات حاكم بر جريان كلاسيك و معادل سازي ترم هاي انرژي مكانيكي با معادله برنولي در تئوري كلاسيك با در نظر گرفتن ضريب تصحيح انرژي جنبشي براي مدل سازي جريان هاي پيچيده توربولاني و جريان سيالات پرذره مي باشد. نتايج حاكي از آن است كه در اين تئوري با درنظر گرفتن چرخش و اثرات نيروي دوراني ريزذرات، مقادير ممان اينرسي و ضريب تصحيح دقيق تري نسبت به تئوري كلاسيك سيالات بدست مي آيد و مقدار اين ضريب براي ذرات كروي توپر و تو خالي به ترتيب 40/1 و 66/1 محاسبه شده است.