Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Application of a near wall model to Navier-Stokes equations with nonlinear time-relaxation model

İhan Özgül

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2022

|

Vol. 21, nr 2

39--50

EN

It is difficult and essential to determine appropriate boundary conditions for the flow averages because they depend on the behavior of the unknown flow near the wall. Large-eddy simulation (LES) is one of the promising approaches. LES estimates local spatial averages ū of the velocity u of the fluid. The main problem is modeling near-wall turbulence in complex geometries. Inspired by the works of Navier and Maxwell, the boundary conditions are developed on the wall. In this study, the appropriate friction coefficient for 2-D laminar flows is computed, and existing boundary layer theories are used to improve numerical boundary conditions for flow averages. The slip with friction and penetration with resistance boundary conditions are considered. Numerical tests on two-dimensional channel flow across a step using this boundary condition on the top and bottom wall and the step are performed.

2

A numerical approach to slip flow of a micropolar fluid above a flat permeable contracting surface

Parthiban R., Palani G., Tinker Seema, Sharma R. P.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2021

|

Vol. 26, no. 2

173--185

EN

A plain linear penetrable contracting sheet with slip over a micro-polar liquid with a stagnation-point flow is analyzed. Through similarity mapping, the mathematical modeling statements are transformed as ODE’s and numerical results are found by shooting techniques. The varying impacts of physical quantities on the momentum, micro-rotation, and temperature were demonstrated through graphs. The computed measures including shear and couple stress with distinct measures of factors involved in this proposed problem are presented through a table.

3

Exponential spline method for singularly perturbed third-order boundary value problems

Wakjira Yohannis Alemayehu, Duressa Gemechis File

Demonstratio Mathematica

|

2020

|

Vol. 53, nr 1

360--372

EN

The exponential spline function is presented to find the numerical solution of third-order singularly perturbed boundary value problems. Convergence analysis of the method is briefly discussed, and it is shown to be sixth order convergence. To validate the applicability of the method, some model problems are solved for different values of the perturbation parameter, and the numerical results are presented both in tables and graphs. Furthermore, the present method gives more accurate solution than some methods existing in the literature.

4

Nanofluid flow and heat transfer in boundary layers at small nanoparticle volume fraction: Zero nanoparticle flux at solid wall

Liu J. T. C., Fuller M. E., Wu K. L., Czulak A., Kithes A. G., Felten C. J.

Archives of Mechanics

|

2017

|

Vol. 69, nr 1

75--100

EN

The continuum formulation is applied to the developing boundary layer problem, which approximates the entrance region of nanofluid flow in micro channels or tubes. The thermophysical properties are expressed as “equations of state” as functions of the local nanofluid volume fraction. Based on experimental utilization of nanofluid prevalently at small volume fraction of nanoparticles, a simple perturbation procedure is used to expand dependent variables in ascending powers of the volume fraction. The zeroth order problems are the Blasius velocity boundary layer and the Pohlhausen thermal boundary layer. These are accompanied by the volume fraction diffusion equation. In detailed applications, the boundary condition of zero-volume flux at a solid wall is specified and yields an “insulated wall” solution of constant volume fraction. Two property cases are calculated as comparisons: one is the use of mixture properties for the nanofluid density and heat capacity and the transport properties prevalently used in the literature attributed to Einstein and to Maxwell. Results for alumina are compared to experiments. The theory underestimates the experimental results. This leads to the second comparison, between “conventional” properties and those obtained from molecular dynamics computations available for gold-water nanofluids. The latter properties considerably increased the heat transfer enhancement relative to “conventional” properties and heat transfer enhancement is comparable to the enhanced skin friction rise. To fully appreciate the potential of nanofluids and heat transfer enhancement, further molecular dynamics computations of properties of nanofluids, including transport properties, accompanied by careful laboratory experiments on velocity and temperature profiles are suggested.

5

Numerical solutions of unsteady boundary layer equations for a generalized second grade fluid

Kecebas A., Yurusoy M.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2011

|

Vol. 49 nr 1

71-82

EN

Unsteady, incompressible boundary layer equations for a modified power- law fluid of the second grade are considered. The model is a combination of the power-law and second grade fluid in which the fluid may exhibit normal stresses, shear thinning or shear thickening behaviour. The equations of motion are formulated for two-dimensional flows, and from which the boundary layer equations are derived. By using the similarity transformation, we reduce the boundary layer equations to system of non-linear ordinary differential equation. The ordinary differential equations are numerically integrated for classical boundary layer conditions. Effects of the power-law index and second grade coefficient on the boundary layers are shown.

PL

W pracy omówiono równania niestacjonarnej i nieściśliwej warstwy przyściennej zmodyfikowanego modelu płynu drugiego rzędu typu potęgowego. Rozważany model stanowi kombinację koncepcji płynu drugiego rzędu i opisu potęgowego, która pozwala na odzwierciedlenie zjawiska występowania naprężeń normalnych w płynie oraz efektu zmiany grubości warstwy pod wpływem naprężeń stycznych. Sformułowano równania ruchu dla przepływu dwuwymiarowego i na ich podstawie wyprowadzono równania warstwy przyściennej. Używając przekształcenia przez podobieństwo, uproszczono równania warstwy do układu nieliniowych równań różniczkowych zwyczajnych. Następnie równania te scałkowano numerycznie, stosując klasyczne warunki brzegowe. W dalszej części przeanalizowano wpływ wykładnika potęgowego modelu oraz współczynnika drugiego rzędu na zachowanie się płynu w warstwie przyściennej.

6

Mikrostruktura i skład chemiczny warstw granicznych, powstających z udziałem biokomponentów otrzymanych z odpadów porafinacyjnych oleju rzepakowego

Siwiec E., Makowska M., Molenda J.

Tribologia

|

2009

|

nr 3

227-237

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań struktury i składu chemicznego powierzchni śladów tarcia, wpływających na charakterystyki przeciwzużyciowe biododatków otrzymanych w wyniku oczyszczania odpadów po rafinacji oleju rzepakowego. Stwierdzono, że rodzaj zastosowanego środka smarowego w istotny sposób wpływa na mechanizm kształtowania warstwy wierzchniej, efektem czego jest zmiana mikrostruktury powierzchni tarcia. W śladach tarcia stwierdzono większą, niż to wynika ze składu stali, zawartość węgla oraz w niektórych przypadkach – tlenu, co może świadczyć o powstawaniu podczas tarcia związków organicznych lub tlenków i węglików.

EN

This article presents the results of the investigation of structure and chemical composition of wear scar surfaces that influence antiwear characteristics of bioadditives received from waste materials from refining of rape oil. It has been concluded that the type of lubricant used influences the mechanism of surface layer creation, resulting in a change of friction surface microstructure. The content of carbon and, in some cases, oxygen in the wear contact region has been higher than outside this region. It can be evidence of the formation of organic compounds or oxides and carbides during friction.

7

Double-averaged velocity profiles over fixed dune shapes

McLean S. R., Nikora V. I., Coleman S. E.

Acta Geophysica

|

2008

|

Vol. 56, no. 3

669-697

EN

Spatially averaged profiles of time averaged velocity, using integrals over thin horizontal slabs (Cartesian double average), are employed in characterizing the flow over fixed dune shapes. For comparison the spatial averaging method of Smith and McLean (1977) that averages along lines at constant distance from the local bed elevation is also investigated. The Cartesian double averaged profiles of the inverse of the velocity shear are nearly constant below the crest elevation, but increase rapidly above the crest level. This results in velocity profiles that increase linearly with distance from the bed below the crest. Above the crest it can be argued that the velocity increases logarithmically, but a power law profile can also be argued. Spatially averaged eddy viscosity profiles are calculated by multiplying the average Reynolds stress by the inverse shear. The resulting profile is more complex than the uniform flow counterpart.

8

Przemiany węglowodorów podczas tarcia mieszanego w różnych temperaturach.

Grądkowski M., Makowska M., Grądkowski P.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2006

|

Vol. 41, nr 2

55-69

PL

W pracy zbadano wpływ temperatury na przeciwzużyciowe działanie wybranych węglowodorów w warunkach tarcia mieszanego w węźle kula-tarcza w układzie materiałowym stal-stal oraz dokonano ogólnej identyfikacji produktów tribochemicznych, powstających przy różnych temperaturach węzła tarcia. Stwierdzono, że w przypadku mineralnego oleju hydraulicznego HL-46 najmniejsze zużycie zachodzi w temperaturze 70-80 stopni Celsjusza, zaś n-heksadekanu w 80-110 stopni Celsjusza. Zużycie jest tym większe, im bardziej temperatura systemu tribologicznego odbiega od tych zakresów. Na podstawie wyników badania powierzchni za pomocą mikroanalizy rentgenowskiej (SEM/EDS) oraz mikrospektroskopii w podczerwieni (FTIRM) tarcz testowych smarowanych n-heksadekanem stwierdzono, że zarówno w śladzie tarcia, jak i w jego sąsiedztwie w tych temperaturach deponowane są produkty organiczne, powstające w wyniku tribochemicznych przekształceń węglowodorów obecnych w środku smarowym. Na skutek ich chemisorpcji na powierzchni tarcia, lokalnie powstają stałe warstwy graniczne, redukujące zużycie elementów węzła tarcia.

EN

In the work it has been examined the temperature influence on anti-wear action of selected hydrocarbons under mixed friction conditions in a ball - disk couple in a steel - steel material system. Moreover, a general identification of the tribochemical products, forming at different temperatures of the friction couple has been made. It has been stated, that in the case of hydraulic HL-46 mineral oil the last wear takes place at the temperature of 70/80 degrees centigrade, and the n-hexadecane at 80/110 degrees centigrade. The more the temperature of the tribological system differs from these ranges, the greater the degree of wear. On the base of results of SEM/EDS and FTIRM of the test disks lubricated with n-hexadecane, it has been stated, that both in the friction trace and in its surroundings, organic products are deposited at these temperatures. These products form as a result of tribochemical conversions of the hydrocarbons. Due to the chemisorption of these products on the friction surface, stable boundary layers are locally formed, reducing the wear of the friction couple elements.

9

Unsteady Boundary Layer Transition and its Role in Turbomachinery Aerodynamics

Elsner W., Drobniak S.

Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka

|

2005

|

nr 128, vol. 1

179-186

EN

Nowadays, the research interest in the modeling near wall region in turbomachinery flows is directed towards boundary layers which are not fully turbulent but laminar and transitional, especially under the condition of wake unsteadiness. The paper presents the review of recent achievements in interpretation of by-pass and wake induced transition processes and the most important aspects of transition modeling. This review is complemented by physical explanation of those phenomena based on the latest literature data as well as on the results of numerical and experimental investigations performed at the Institute of Thermal Machinery.

10

Parametric Study of Wake Structure Impact on the Boundary Layer of Turbine Blade

Elsner W., Zarzycki R., Piotrowski W.

Zeszyty Naukowe. Cieplne Maszyny Przepływowe - Turbomachinery / Politechnika Łódzka

|

2005

|

nr 128, vol. 1

187-194

EN

The paper presents an experimental analysis of the interaction between wakes and boundary layer on an turbine blade profile. It was proved that wake parameters and especially the turbulence intensity in the wake and wake width have a great influence on the position and extent of the induced transition. The experimental investigations was supplemented by numerical analysis of this problem, and allows for reproduction of full time evolution of periodic wake induced transition.

11

Charakterystyka warstw granicznych powstających podczas tarcia mieszanego z udziałem węglowodorów

Grądkowski M.

Tribologia

|

2005

|

nr 4

91-102

PL

W pracy zbadano wpływ temperatury na przeciwzużyciowe działanie wybranych węglowodorowych środków smarowych w węźle tarcia typu kula-tarcza w układzie materiałowym stal-stal. Stwierdzono, że w przypadku bazowego oleju SN-400 oraz n-heksadekanu, a także kompozycji SN-400 z 1% ZDDP najmniejsze zużycie zachodzi w temperaturze 80-110°C. Na podstawie wyników badania powierzchni tarcz testowych za pomocą mikroanalizy rentgenowskiej (SEM/EDS) oraz mikrospektroskopii w podczerwieni (FTIRM) stwierdzono, że zarówno w śladzie tarcia, jak i w jego sąsiedztwie, deponowane są stałe produkty organiczne. Powstają one w wyniku tribochemicznych przekształceń węglowodorów obecnych w środku smarowym. W wyniku ich chemisorpcji na powierzchni tarcia, lokalnie powstają stałe warstwy graniczne, składające się ze związków karbonylowych, w których 1 atom tlenu przypada na 9 atomów węgla. Inną strukturą chemiczną i fizyczną charakteryzują się produkty deponowane poza śladem tarcia.

EN

It has been investigated an influence of temperature on the anti-wear action of selected hydrocarbon lubricants in steel-steel system by means of ball-on-disc tribometer. The smallest wear tracks were observed during friction lubricated with pure base oils (SN-400 commercial oil and n-hexadecane) and their compositions (SN-400+1% ZDDP) at elevated temperature (80-110°C). The disc rubbing surfaces were analyzed using Scanning Electron Microscopy coupled with Energy Dispersive Spectroscopy (SEM/EDS) and Fourier Transform Infrared Microspectrophotometry (FTIRM). It has been found solid organic compounds in the wear tracks and in close proximity to them. These compounds are the products of the tribochemical conversions of hydrocarbons originated from tested lubricants. The products chemisorbed on rubbing surface locally form solid boundary layers consisting of carbonyl compounds in which one oxygen atom falls to nine carbon atoms. Whereas the chemical and physical structure of products layered beside the wear tracks is different.

12

Couette flows of fluids with pressure dependent viscosity

Rajagopal K. R.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2004

|

Vol. 9, no 3

573-585

EN

For liquids such as water, for a range of pressures for which the density remains nearly constant, the viscosity could change by several orders of magnitude. Thus, such liquids could be approximated as incompressible liquids whose viscosity depends on the pressure. Stokes (1945) recognized this possibility and the fact that the viscosity could be considered to be independent of the pressure in only special flows. That this is indeed so has been verified in the case of numerous liquids (Bridgman, 1931). In this short study, we allow the viscosity of the fluid to be dependent on the pressure and investigate the consequence of the effect of gravity in simple flows such as Couette flows between parallel plates. We find that gravity can have a profound effect on the structure of the flow. Its presence leads to the concentration of vorticity adjacent to one of the plates.

13

Ciśnieniowy efekt stężeniowych warstw granicznych w jednomembranowej komórce osmotyczno-dyfuzyjnej

Ślęzak A., Wąsik J.

Prace Naukowe. Chemia / Wyższa Szkoła Pedagogiczna w Częstochowie

|

2003

|

Vol. 8

121--134

PL

Przedstawiono klasyfikację i definicje efektów stężeniowych warstw granicznych w biernym transporcie membranowym. Wyróżniono strumieniowe (strumieniowy efekt stężeniowych warstw granicznych, strumieniowy efekt grawidyfuzyjny, prądowy efekt grawielektryczny) i bodźcowe (ciśnieniowy efekt grawiosmotyczny, ciśnieniowy efekt grawidyfuzyjny, napięciowy efekt grawielektryczny) efekty grawitacyjne. Opracowano matematyczny model ciśnieniowego efektu stężeniowych warstw granicznych w 1-membranowej komórce osmotyczno-dyfuzyjnej zawierającej ustawioną poziomo płaską, mikroporowatą i symetryczną membranę polimerową (Nephrophane) rozdzielającą wodę i dwuskładnikowe (wodne roztwory glukozy) lub trójskładnikowe (roztwory glukozy w 0.2 mol.l-1 wodnym roztworze etanolu) roztwory nieelektrolitów. Obliczenia ciśnieniowego efektu stężeniowych warstw granicznych wykonano dla dwu konfiguracji (A i B) 1-membranowej komórki osmotyczno-dyfuzyjnej. W konfiguracji A roztwór znajdował się pod membraną, natomiast w konfiguracji B - nad membraną. Ponadto zdefiniowano i obliczono ciśnieniowy efekt grawiosmotyczny. Otrzymane rezultaty obliczeń zinterpretowano w kategoriach konwekcyjnej niestabilności, zwiększającej wartość współczynnika przepuszczalności dyfuzyjnej układu: warstwa graniczna/membrana/warstwa graniczna.

14

Laminar-turbulent transition of the incompressible swept attachment-line

Wrona M., Tuliszka-Sznitko E.

Research Bulletin / Warsaw University of Technology, Institute of Aeronautics and Applied Mechanics

|

2000

|

nr 10

219-224

EN

The linear and non-linear stability analyses of an incompressible attachment-line flow is presented within the temporal and special frameworks. The analyses are carried out in the cases with blowing and suction. The theory of stability equations is solved using the spectral collocation method.

15

Boundary layer heat transfer in a micropolar fluid over a flat plate with vectored surface mass transfer

Hassanien I. A., Gorla R. S. R., Mohammadein A. A.

Applied Mechanics and Engineering

|

1998

|

Vol. 3, no 1

25-37

EN

An analysis is presented for the heat transfer in a micropolar fluid boundary layer over a flat plate with uniformly distributed vectored surface mass transfer. Numerical solutions for the governing nonsimilar boundary layer equations are presented for a range of values of the material properties and Prandtl number of the fluid. The results indicate that the micropolar fluids display a reduction in drag as well as heat transfer rate when compared with Newtonian fluids.