PaIRS-UniNa PaIRS-UniNa is a project developed by the Experimental Thermo Fluid-Dynamics (ETFD) group of University of Naples "Federico II" since 2000. It is aimed to provide fast and efficient tools for digital Particle Image Velocimetry (PIV) analysis in research and industrial applications

جریان تراکم ناپذیر (Incompressible Flow) یا همان جریان Isochoric Flow به جریانی گفته می‌شود که در آن چگالی سیال در حجم کنترل ثابت باشد. باید توجه داشت که تراکم ناپذیری جریان به هیچ عنوان دلالت بر تراکم ناپذیری سیال آن ندارد. به بیان ریاضی به جریانی تراکم ناپذیر است که دیورژانس سرعت آن صفر باشد (u=0.∇)

روش استنتاجویرایش شرط لازم برای تراکم ناپذیری جریان این است که چگالی، {\displaystyle \rho }، در یک حجم بی‌نهایت کوچک، dV، که با سرعت جریان u حرکت می‌کند، ثابت باقی بماند. از نظر ریاضی، چنین قیدی به این معناست که مشتق مادی (که در زیر تعریف شده‌است) چگالی باید از صفر شود تا جریان تراکم ناپذیر باشد. قبل از معرفی چنین قیدی، باید قانون پایستگی جرم را اعمال نموده تا روابط مورد نیاز بدست آید. جرم با استفاده از انتگرال حجمی چگالی، {\displaystyle \rho } بدست می‌آید: {\displaystyle {m}={\iiint \limits _{V}\!\rho \,\mathrm {d} V}.} قانون پایستگی جرم ایجاب می‌کند که مشتق بر حسب زمان جرم، درون یک حجم کنترل با شار جرمی، J، در سراسر مرزهایش برابر باشد. از نظر ریاضی می‌توانیم این قید را به صورت ی انتگرال روی سطح نشان دهیم: {\displaystyle {\partial m \over \partial t}={-\iint \limits _{S}\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\!\subset \!\supset (\mathbf {J} \cdot \mathrm {d} \mathbf {S} )}.} علامت منفی در عبارت بالا اطمینان می‌دهد که جریان به سمت بیرون موجب کاهش جرم نسبت به زمان می‌شود، با این قرارداد که بردار مساحت سطح به سمت بیرون است. اکنون با استفاده از قضیه دیورژانس می‌توانیم رابطهٔ بین شار و مشتق جزئی چگالی نسبت به زمان را استخراج نماییم: {\displaystyle {\iiint \limits _{V}{\partial \rho \over \partial t}\,\mathrm {d} V}={-\iiint \limits _{V}\left(\nabla \cdot \mathbf {J} \right)\,\mathrm {d} V},} بنابراین: {\displaystyle {\partial \rho \over \partial t}=-\nabla \cdot \mathbf {J} .} برای فرض جریان تراکم ناپذیر نیازی نیست که مشتق جزئی چگالی با توجه به زمان صفر شود. وقتی در مورد مشتق جزئی چگالی نسبت به زمان صحبت می‌کنیم منظورمان نرخ این تغییر درون یک حجم کنترل با موقعیت ثابت است. وقتی مجبور نشویم که مشتق جزئی چگالی نسبت به زمان صفر نباشد، خودمان را به سیالات تراکم ناپذیر محدود نکرده‌ایم زیرا چگالی در حالی که جریان از یک موقعیت ثابت دیده می‌شود، می‌تواند تغییر کند و همچنین در زمانی که سیال در حجم کنترل جریان دارد می‌تواند تغییر کند. این مسئله عمومیت دارد و این موضوع که مشتق جزئی چگالی نسبت به زمان لازم نیست صفر شود، نشان می‌دهد که سیالات تراکم پذیر، می‌توانند جریان تراکم ناپذیر را در خود داشته باشند. چیزی که برای ما اهمیت دارد، تغییر در چگالی یک حجم کنترل است که در راستای جریان با سرعت u حرکت می‌کند. شار با توجه به رابطهٔ زیر به سرعت جریان وابسته می‌شود: {\displaystyle {\mathbf {J} }={\rho \mathbf {u} }.} پس قانون پایستگی جرم به صورت زیر خواهد شد: {\displaystyle {\partial \rho \over \partial t}+{\nabla \cdot \left(\rho \mathbf {u} \right)}={\partial \rho \over \partial t}+{\nabla \rho \cdot \mathbf {u} }+{\rho \left(\nabla \cdot \mathbf {u} \right)}=0.} رابطهٔ اخیر (که در آن قانون ضرب اعمال شده‌است) به معادلات ناویه-استوکس معروف است. اکنون به معادلهٔ زیر در مورد مشتق کل چگالی نیاز داریم (که در اینجا از قاعده زنجیری استفاده می‌کنیم): {\displaystyle {\mathrm {d} \rho \over \mathrm {d} t}={\partial \rho \over \partial t}+{\partial \rho \over \partial x}{\mathrm {d} x \over \mathrm {d} t}+{\partial \rho \over \partial y}{\mathrm {d} y \over \mathrm {d} t}+{\partial \rho \over \partial z}{\mathrm {d} z \over \mathrm {d} t}.} بنابراین اگر حجم کنترلی اختیار کنیم که با سرعت سیال جابجا می‌شود (مثلاً، (dx/dt, dy/dt, dz/dt) = v)، این عبارت به مشتق مادی تبدیل می‌شود: {\displaystyle {D\rho \over Dt}={\partial \rho \over \partial t}+{\nabla \rho \cdot \mathbf {u} }.} و با استفاده از معادلهٔ پیوستگی که در بالا آمد خواهیم دید: {\displaystyle {D\rho \over Dt}={-\rho \left(\nabla \cdot \mathbf {u} \right)}.} یک تغییر در چگالی در گذر زمان به این معنی است که سیال یا فشرده شده یا منبسط گشته است (یا جرم ی که در حجم ثابت ما، dV بوده‌است تغییر کرده) که این تغییرات از نظر ما قابل فرض نیست. پس باید مشتق مادی چگالی صفر شود و برای چگالی‌های غیر صفر دیورژانس سرعت سیال صفر خواهد بود: {\displaystyle {\nabla \cdot \mathbf {u} }=0.} پس همان‌طور که از قانون پایستگی جرم و قید ثابت ماندن چگالی در حجم مشخص برآمد، مشخص شد شرایط معادل اینکه جریان تراکم ناپذیر باشد، این است که دیورژانس سرعت سیال صفر شود.

جریان تراکم ناپذیر - ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد https://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%AC%D8%B1%DB%8C%D8%A7%D9%86_%D8%AA%D8%B1%D8%A7%DA%A9%D9%85_%D9%86%D8%A7%D9%BE%D8%B0%DB%8C%D8%B1

Momentum Thickness Momentum thickness is defined in relation to the momentum flow rate within the boundary layer. This rate is less than the rate that would occur if no boundary layer existed, when the velocity in the vicinity of the surface, at the station considered, would be equal to the mainstream velocity Ue. For the typical stream tube within the boundary layer (Fig. 3.8(b)), the rate of momentum defect (relative to the mainstream) is ρu(Ue−u)δy. Note that the mass flow rate ρu actually within the stream tube must be used here, because the momentum defect of this mass is the difference between its momentum based on mainstream velocity and its actual momentum at position x in the boundary layer. The rate of momentum defect for the thickness θ (the distance through which the surface must be displaced so that, with no boundary layer, the total flow momentum at the station considered is the same as that actually occurring) is given by ρUe2θ. Thus (3.25)∫0∞ρu(Ue−u)dy=ρUe2θ that is, (3.26)θ=∫0∞uUe(1−uUe)dy The momentum thickness concept is used in the calculation of skin-friction losses.

🔸این هوش مصنوعی فقط در چند ثانیه مقاله مروری تولید میکنه 🔸و مایندمپ ایجاد میکنه 🔸و همینطور در تبدیل موضوع یا ایده پژوهشی به عنوان خیلی کمک میکنه #اخبار_و_جزوه_برتر اولین مرجع رسمی اخبار و اطلاع رسانی دانشگاه های کشور 🆔 @JozveBartarOfficial

Title: Gas Liquefaction Using the Reverse Brayton Cycle: A Breakthrough in Energy Efficiency Introduction: Gas liquefaction plays a crucial role in various industries, including natural gas processing, cryogenic applications, and transportation. One of the promising methods for gas liquefaction is the reverse Brayton cycle, which offers enhanced energy efficiency and environmental sustainability. In this article, we will explore the concept of gas liquefaction using the reverse Brayton cycle and its potential implications for industries and the environment. Understanding the Reverse Brayton Cycle: The reverse Brayton cycle, also known as the Brayton refrigeration cycle, is a thermodynamic process that involves cooling a gas to below its boiling point, causing it to condense into a liquid state. Unlike traditional gas liquefaction methods, the reverse Brayton cycle utilizes a closed-loop system that improves energy efficiency by recovering waste heat. Energy Efficiency and Environmental Benefits: By utilizing the reverse Brayton cycle for gas liquefaction, industries can achieve significant energy savings compared to conventional methods. The closed-loop system allows for the recovery and reuse of waste heat, minimizing energy consumption and reducing greenhouse gas emissions. This not only helps companies reduce their carbon footprint but also contributes to a more sustainable future. Applications in Natural Gas Processing: Gas liquefaction using the reverse Brayton cycle has immense potential in natural gas processing. It enables the extraction of valuable natural gas liquids (NGLs) such as ethane, propane, and butane, which are essential for various industries including petrochemicals, heating, and transportation. The efficient liquefaction process ensures a reliable supply of NGLs while minimizing energy costs and environmental impact. Cryogenic Applications: The reverse Brayton cycle is also widely applicable in cryogenic applications. Cryogenics involves the study and utilization of extremely low temperatures, and gas liquefaction is a crucial aspect of this field. By employing the reverse Brayton cycle, gases such as nitrogen, oxygen, and helium can be efficiently liquefied, enabling advancements in areas like medical cryogenics, superconductivity, and space exploration. Transportation Perspectives: The reverse Brayton cycle has the potential to revolutionize the transportation sector by providing a more efficient and sustainable solution for liquefying natural gas. Liquefied natural gas (LNG) is increasingly being used as a cleaner alternative to traditional fossil fuels in ships, trucks, and trains. Implementing the reverse Brayton cycle can enhance the LNG liquefaction process, making it more economically viable and environmentally friendly. Conclusion: Gas liquefaction using the reverse Brayton cycle offers a promising solution for industries seeking energy-efficient and environmentally sustainable methods. The closed-loop system, waste heat recovery, and enhanced energy efficiency make this approach highly attractive for natural gas processing, cryogenic applications, and transportation. As we strive for a greener future, embracing technologies like the reverse Brayton cycle can contribute to a more sustainable and eco-friendly world.

مایع سازی گازها با استفاده از معکوس سیکل برایتون در دنیای صنعت و فناوری، مایع سازی گازها یک روش مهم و کارآمد برای حمل و نقل امن و ذخیره‌سازی گازها است. یکی از روش‌های پیشرفته مایع سازی گازها، استفاده از معکوس سیکل برایتون است که در این مقاله به بررسی آن می‌پردازیم. معکوس سیکل برایتون یک فرآیند حرارتی است که برای تبدیل گاز به مایع استفاده می‌شود. در این روش، گاز ابتدا فشرده و سپس خنک می‌شود تا به حالت مایع تبدیل شود. سپس، مایع حاصل را می‌توان به راحتی ذخیره کرد و در محیط‌هایی که ذخیره‌سازی گازها به صورت گازی ممکن نیست، استفاده کرد. استفاده از معکوس سیکل برایتون برای مایع سازی گازها دارای مزایای فراوانی است. اولاً، این روش باعث افزایش چشمگیر در فشار گاز می‌شود که موجب کاهش حجم گاز و درنتیجه حمل و نقل آسان‌تر گازها می‌شود. دوماً، استفاده از معکوس سیکل برایتون برای مایع سازی گازها به میزان زیادی از انرژی صرفه جویی می‌کند. با تبدیل گاز به مایع، حجم گاز به‌طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و در نتیجه می‌توان به انرژی صرفه جویی در حمل و نقل و ذخیره‌سازی گازها دست یافت. سوماً، این روش به دلیل فشرده کردن گاز و تبدیل آن به مایع، امکان استفاده از گازهای قابل اشتعال را به صورت ایمن‌تر فراهم می‌کند. مایع سازی گازها با معکوس سیکل برایتون به ما این امکان را می‌دهد که گازهای قابل اشتعال را با خیالی آسوده ذخیره و استفاده کنیم. در نهایت، معکوس سیکل برایتون یک روش پایدار و دوستدار محیط زیست برای مایع سازی گازها است. با کاهش حجم گازها و استفاده بهینه از انرژی، می‌توان به صورت ک

The fuel economy of a microswimmer OCTOBER 12, 2023 The amount of power a microswimmer needs to move can now be determined more easily. Scientists from the department Living Matter Physics at the Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization (MPI-DS) developed a general theorem to calculate the minimal energy required for propulsion. These insights allow a profound understanding for practical applications, such as targeted transport of molecules and substrates. One of the most important properties of a vehicle, be it a car, a plane or a ship, is its fuel consumption to cover a certain distance at a certain speed. In the microscopic world, there are small objects that can self-propel themselves in a fluid environment. These so-called microswimmers include bacteria and other microorganisms, using cilia or flagella to move, but also artificially fabricated objects. Whereas biological microbes have evolved to swim efficiently, understanding the mechanisms behind self-propulsion is required to also design efficient artificial microswimmers. A new approach to describe the movement of microswimmers  A new model allows the design of microswimmers with an efficient fuel economy. © MPI-DS / LMP Whereas many models so far treated microswimmers as if they were pulled or dragged along by an external force, the new model focuses on the energy required for self-propulsion of the microswimmer. “Many optimization problems that needed the use of computers in the past can now be solved with pen and paper”, describes Andrej Vilfan, group leader at MPI-DS. The results also can be used to determine the most efficient shape of active microswimmers. “Whereas at first glance the resulting shapes might look surprising to us, a closer look shows that they actually bear striking similarities with the shapes found in nature”, explains Vilfan. Optimizing the design of artificial microswimmers The newly proposed model elucidates the difference in entropy production between active microswimmers and externally driven particles. On the microscopic scale, entropic effects play a crucial role for particle movement. “Our results thus have impact on several research fields, such as microfluidics, biophysics and material science”, summarizes Abdallah Daddi-Moussa-Ider, first author of the study. Microswimmers have the potential to transport particles and molecules such as medical drugs in a directed manner to a target area. “A profound understanding of the principles of movement of the microswimmers thus opens many possibilities for innovation and practical applications”, Daddi-Moussa-Ider concludes.