مطالعه تحليلي، عددي و تجربي رفتار امواج آنتروپي در جريان سرد

دكتري

بيش از صد سال است كه تجهيزات احتراقي و صنايع وابسته به آن با مشكلات ناشي از ناپايداري احتراق مواجه مي‌باشند. امواج آنتروپي به‌عنوان يكي از عوامل بالقوه اثرگذار بر ايجاد اين پديده مي‌باشد كه در دهه 70 ميلادي كشف شد. اين امواج نقاط داغ‌تر از جريان مي‌باشند كه توسط اينرسي جرياني حركت مي‌كنند. مطالعات اندكي پس از كشف اين امواج تا اوايل قرن حاضر انجام شده است. با اثبات نقش مهم اين امواج بر تغييرات ناپايداري محفظه‌هاي احتراق (مخصوصاً انواع هوايي)، و نيز صداي خروجي از آن‌ها توجهات به اين امواج روبه فزوني گذاشت. با اين‌حال، نقص مطالعات مرتبط با اين موضوع، ناديده گرفتن اثرات جريان بر امواج آنتروپي به‌صورت واقعي است كه موجب تناقض در ادبيات موضوع شده است. درواقع، هيدروديناميك جريان توانايي ايجاد بازه‌ي وسيعي از تغييرات را بر موج آنتروپي دارد كه مي‌تواند منجر به افت دامنه (مرتبط با اضمحلال) و كشيدگي (مرتبط با پراكندگي) اندك تا نابودي كلي اين امواج شود. ديدگاه‌هاي موجود در اين مورد در ادبيات موضوع، كه تماماً به عدم تغيير اين امواج يا نابودي كامل آنها اشاره دارند، متضمّن واقعيات موجود در محفظه‌هاي احتراق نيستند. اين نقص به اشكال در پيش‌بيني ناپايداري احتراق و صداي خروجي از محفظه در شرايطي كه عامل آنها امواج آنتروپي هستند منجر شده است. از اين‌رو، در پايان‌نامه حاضر، به بررسي تغييرات يك موج آنتروپي در يك كانال پرداخته شده است. اثرات متغيرهاي هيدروديناميكي و شرايط مرزي حرارتي بر تغييرات موج آنتروپي به‌صورت عددي و تجربي مطالعه شد. براي مطالعه كمّي تغييرات موج، توابع جديدي براي اولين بار در ادبيات موضوع معرفي شدند. همچنين، صحت فرض‌هاي مرسوم موجود در مطالعات تحليلي پيشين بررسي شد و نشان داده شد برخي از اين فرض‌ها محدوده اعتبار بسيار كوچكي دارند. اثرات امواج آنتروپي بر جريان محفظه احتراق براي اولين بار بررسي شد و نشان داده شد بر خلاف ادعاي موجود در ادبيات موضوع اين اثرات مي‌توانند چشمگير باشند. همبستگي تغييرات دامنه موج با متغيرهاي حاكم از طريق مطالعه تجربي به‌دست آمد و در ادبيات موضوع معرفي شد. همچنين، در بررسي تحليلي رساله حاضر، دامنه و فاز پاسخ يك نازل قرار گرفته در انتهاي محفظه احتراق به امواج آنتروپي كه از شرايط جرياني و مرزي متأثر شده‌اند، به‌دست آمد. براي اولين بار تغييرات موج به‌دليل كشيدگي در نازل محاسبه شد.

190077

دانشگاه علم و صنعت ايران

تبديل انرژي

دكتر سيد مصطفي حسينعلي پور