بررسی عددی تأثیر هندسه دندانه های روی سطح بر جریان آشفته و انتقال حرارت در یک کانال مستطیلی

در این مقاله، جریان آشفته سیال عبوری از داخل یک کانال با دندانه های مثلثی، مربعی و نیمدایره ای به صورت عددی شبیه سازی شده است. معادلات حاکم بر جریان سیال و انتقال حرارت با استفاده از شبکه جابجا شده و الگوریتم سیمپل حل شده و برای مدل سازی جریان آشفته از مدل k-ε استاندارد استفاده شده است. خطوط جریان، مقادیر سرعت و دما، و ضرایب اصطکاک و انتقال حرارت برای هندسه های مختلف دندانه های روی سطح رسم شده اند. نتایج نشان می دهد که با افزایش ارتفاع دندانه ها، گردابه ها زیاد شده و نوسلت افزایش می یابد. با افزایش قوت و اندازه ناحیه چرخش مجدد، انتقال حرارت افزایش می یابد. همچنین تغییرات نوسلت متوسط با فواصل دندانه ها در کانال با دندانه مربعی نسبت به مثلثی و نیمدایره ای خیلی ناچیز است. نوسلت متوسط کانال با دندانه نیمدایره ای نسبت به تغییرات فواصل دندانه ها حساس تر است. همچنین مشاهده می شود که هندسه دندانه با نوسلت متوسط بزرگتر، دارای ضریب اصطکاک متوسط بزرگتری نیز هست.