شبيه سازي CFD اختلاط در بيوراكتور هضم بي هوازي: تحليل برهم كنش سيال - جامد ( FSI )

درتحقیق حاضر، یك مدل دینامیك سیالات محاسباتی (CFD) به منظور پررسی إختلاط مكانیكی در یك هاضم هضم پی هوازی و اثر رئولوژی خوراك بر روی رفتار جریان درون هاضم توسعه داده شد. ، معادله های المان محدود سیال و جامد با استفاده از روش برهمكنش سیال - جامد (ESI) و جفت شدگی مستقیم جلب گردید. از نرم افزار 14.5 ANSYS Workbench برای مدل كردن هم زن استفاده شد. نتایج آنالیز FSI نشان داد كه قسمت انتهایی پره ها تحت تنش بیشتری هستند. به علاوه افزایش سرعت هم زدن و ویسكوزیته ی سیال این تنش را افزایش داد. كمترین ضریب اطمینان برای ساختار هم زن در بدترین حالت ممكن ۸۱۴ به دست آمد. این بدین معنی است كه طراحی قسمت جامد (هم زن) براساس مدل ریاضی به اندازه ی كافی خوب و قابل قبول است

In this study, a computational fluid dynamics (CFD) model that evaluates mechanical mixing in a pilot scale anaerobic digester was developed to investigate the influence of substrate rheology on the digester flow pattern. Finite element equations of fluid and structure were solved using fluid-structure interaction method (FSI) and direct coupling. Results of FSI analysis showed that the extremity portions of blades were under higher magnitudes of stress. Moreover, increase of the mixing velocity and fluid viscosity, cause increase this stress. The minimum safety factor in the mixer structure considering the worst scenario was 8.14. It means that the structural design is good enough according to the mathematical modeling.