تحلیل جریان هیدرودینامیکی مغناطیسی همراه تزریق جریان از دیوارها با استفاده از مشتق کسری

علوم کاربردی و محاسباتی در مکانیک

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 21 تیر 1404   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jacsm.2025.91367.1309

نویسندگان

محمد تولمی¹؛ اکبر نظری گلشن^{* 2}؛ سید سلمان نورآذر خشگناب¹

¹گروه تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

²گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه شاهد، تهران، ایران

چکیده

هدف این مطالعه بررسی تزریق جریان با سرعت تغییرپذیر از دیوارها به جریان هیدرودینامیکی مغناطیسی است. در این مطالعه یک جمله غالب سرعت مماسی لحاظ گردیده و از باقی جملات صرفنظر شده است. مشتق مرتبه اول نسبت به r با مشتق کسری جایگزین گردیده است. معادله حاکم با استفاده از روش تبدیل تشابهی، به یک معادله دیفرانسیل معمولی غیر خطی با مشتق کسری تبدیل و با استفاده از روشهای نیمه تحلیلی و عددی حل شده است. نتایج حاصل بیانگر این است که افزایش عدد رینولدز باعث افزایش قابل توجهی در مقادیر سرعت بدون بعد و سرعت شعاعی بی‌بعد در مرکز کانال می‌شود در حالی که یک کاهش جزئی در نواحی نزدیکتر به دیوارها مشاهده می‌شود اما در نواحی خیلی نزدیک دیوارها تقریبا بدون تغییر است. افزایش عدد هارتمن منجر به کاهش قابل توجه در حداکثر سرعت می‌گردد. خطوط بردار سرعت در موقعیت‌های شعاعی ثابت، یکنواخت‌تر می‌گردند. افزایش عدد هارتمن همچنین منجر به ظهور دو سرعت بیشینه کوچکتر در مجاورت دیوارهای کانال می‌شود.

کلیدواژه‌ها

جریان جفری-همل؛ کانال همگرا و واگرا؛ تزریق؛ جریان هیدرودینامیکی مغناطیسی؛ مشتق کسری؛ روش نیمه تحلیلی

مراجع