- تحلیل سرعت وگرادیان فشار^[۲۲] سیال.
- بررسی اثر نیروی پسا^[۲۳] و تنش برشی^[۲۴].
- بررسی اثر برا^[۲۵].
- تحلیل نرم افزاری مدل ومقایسه نتایج با کاربرد عملی پیگ ها.
۱-۴ سوالات تحقیق
مشخصات سیال ومشخصات جریان در خطوط لوله جهت هدف پیگ رانی چگونه اند؟
اثر نیروهای وارد بر مدل ساده شده ی پیگ به چه صورت می باشد؟
درمقایسه داده های تجربی و داده های نرم افزارفلوئنت^[۲۶] میزان محاسبات چقدر به واقعیت نزدیک است؟
۱-۵ فرضیه های تحقیق
- جریان غیر یکنواخت.
- جریان یک بعدی.
- پیگ جسم استوانه ای و هم مرکز با لوله می باشد.
- اثرات خوردگی لوله ها وعوامل خارجی ناچیز فرض شده است.
۱-۶ تعریف واژه ها،مفاهیم و متغییرها
۱-۶-۱ پیگ
اصطلاح توپک یا پیگ عموما به ابزارهایی اطلاق می شود که وارد خط لوله می شوند و به وسیله جریان سیال موجود در خط لوله روی سطوح داخلی لوله کشیده می شوند و به طرف جلو رانده می شوند و به وسیله ی چنگک های تعبیه شده در آن، لوله را می خراشند و در نتیجه برای پاک سازی و رفع گرفتگی لوله به کار می روند. هنگامی که چنگک ها (سیم ها ومیله های تراشنده) به سطح دیواره داخلی لوله کشیده می شوند، صدای گوش خراشی همچون صدای خرناس خوک شنیده می شود، به همین علت اینگونه ابزارهایی که به داخل خط لوله فرستاده می شوند و با جریان خط کشیده می شوند را خوک یا پیگ می نامند. پیگ هایی که معمولا مورد استفاده قرار می گیرند، در یک تقسیم بندی کلی به دودسته تقسیم می شوند:

1. 1. پیگ های عملیاتی^[۲۷]: این نوع پیگ ها برای انجام اموری ازقبیل تمیزکردن، جداسازی، آب زدایی^[۲۸] خطوط لوله استفاده می شوند.

1. 1. پیگ های بازرسی^[۲۹]: این نوع پیگ ها که به پیگ های هوشمند نیز معروفند برای فراهم کردن اطلاعاتی درمورد شرایط خط لوله، وسعت وموقعیت هرگونه نقص در خط لوله به کارمی روند.

شکل ۱-۱ تمیز کردن خطوط لوله به وسیله پیگ ها
۱-۶-۲ دلایل خرابی پیگ ها و راه های پیشگیری از آن
خطر متوقف شدن پیگ در لوله ها با تغییر نوع پیگ و راهکارهایی چون تغییر در سرعت جریان در حین پیگ رانی کاهش می یابد ولی این مساله همیشه دغدغه اصلی مهندسین وطراحان در این زمینه بوده است. هزینه توقف در انتقال فرآورده ها در صورت خرابی و توقف پیگ درلوله ها بسیار زیاد است، مخصوصا در تجهیزات و خطوط درون دریا، لذا لازم است عملیات پیگ رانی باحداقل میزان ریسک و با اطمینان از موفقیت آمیز بودن آن انجام پذیرد.
در این قسمت دلایل اصلی که ممکن است سبب خرابی یا توقف پیگ شوند آورده شده وچگونگی بروز مشکلات درخطوط لوله بررسی گردیده است.
این موارد عبارتند از:

1. 1. پیگ هایی که در خطوط متوقف شده وخط را مسدود می کنند.

1. 1. تجمع چربی در مقابل پیگ وایجاد یک سد چربی.

1. 1. جریان فرعی غیرعمدی که سبب توقف پیگ شده و محصول از آن قسمت به مسیر خود ادامه می دهد.

1. 1. فرسودگی شدید لوله ها که سبب خرابی نشت بندها وممانعت درحرکت پیگ می شود.

1. 1. خرابی های مکانیکی.

1. 1. خرابی های ناشی از محیط وانتخاب مواد.

1. 1. سایر موارد که در دسته بندی های بالا نمی گنجند.

موارد گفته شده در بالا می تواند نقطه شروع خوبی برای شناخت مشکلات باشد.
۱-۶-۳ معادله برنولی^[۳۰] (معادله انرژی)
(۱-۱) مقدار ثابت
معادله برنولی یکی از اساسی‌ترین معادلات در مکانیک سیالات محسوب می‌گردد. و رابطه اصلی برای سیالات ایده‌آل در جریان به صورت فوق می‌باشد. به عبارت دیگر مجموع انرژی‌های پتانسیل(Z)، جنبشی  و فشاری  در یک مایع در حال حرکت مقدار ثابتی می‌باشد. معادله برنولی در دو نقطه ۱و۲ به این صورت نوشته می شود:
(۱-۲)

۱-۶-۴ معادله ناویر- استوکس^[۳۱]
دستگاه غیر خطی معادلات ناویر- استوکس مدل ریاضی حاکم برحرکات، جریانات، و دینامیک سیالات اعم از مایعات یا گازها را تشکیل می‌دهد.
معادله ناویر- استوکس در کلی‌ترین حالت به شکل زیر است:
(۱-۳)
معادلات ناویر- استوکس، یک مدل ریاضی کامل برای سیال ارائه می دهند. به دلیل پیچیده بودن این معادلات در فرم کامل ناویر- استوکس، حل تحلیلی غیرممکن است، بنابراین روش های عددی به کمک رایانه بهترین گزینه برای حل بخشی از این معادلات می­باشند. پیشرفت سریع در زمینه تکنولوژی رایانه در چند دهه اخیر باعث استفاده گسترده دینامیک سیالات محاسباتی در حل عددی مسائل جریان سیال شده است. با توجه به اینکه تمامی حل کننده های معادلات ساده­شده ناویر- استوکس نیازمند زمان پردازش و حافظه زیادی می باشند، بنابراین مقداری ساده سازی در حل این معادلات ناویر- استوکس برای کاهش منابع محاسباتی مورد احتیاج، لازم است.
۱-۶-۵ معادله پیوستگی^[۳۲]
اصل اساسی که از آن در مکانیک سیالات استفاده می­ شود اصل بقاء جرم^[۳۳] است. این اصل بیان می­دارد که جرم نه تولید می­ شود و نه از بین می­رود و توسط معادله پیوستگی بیان می­گردد:
برای سیالات تراکم پذیر^[۳۴]:
(۱-۴)