پیش بینی عدد پرانتل آشفتگی در جریان خنک کاری لایه ای

در این تحقیق شبیه سازی عددی جریان و انتقال حرارت آشفته در جریان خنک کاری لایه ای برای یک سوراخ استوانه ای در حالت سه بعدی انجام شده است. شار حرارتی آشفته معادله انرژی توسط مدل پخش گردابه ای ساده و با فرض عدد پرانتل آشفتگی ثابت مدل سازی می شود. این در حالی است که تحقیقات نشان می دهد فرض عدد پرانتل آشفتگی ثابت، دور از واقعیت است. در تحقیق حاضر با استفاده از مدل مرتبه دوم به همراه تصحیح دیواره به مدل سازی جریان و انتقال حرارت آشفته در خنک کاری لایه ای پرداخته شده است. مقایسه نتایج تحلیل عددی با مقادیر تجربی نشان می دهد که مدل های مرتبه دوم جبری-صریح شار حرارتی آشفته توانایی قابل قبولی در پیش بینی پارامترهای موثر در خنک کاری لایه ای دارند. در ادامه تغییرات عدد پرانتل آشفتگی مورد بررسی قرار گرفته و محدوده آن در هندسه مورد نظر، از 0.1 در فواصل دور از سوراخ تا حدود 0.95 در نزدیکی آن به دست آمده است. همچنین با مقایسه نتایج به دست آمده از روش صریح مرتبه دو و مدل پخش گردابه ای ساده، مقدار 0.7 به عنوان جایگزین مقدار رایج پیش فرض عدد پرانتل آشفتگی (0.85) پیشنهاد شده است.