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

در این مقاله، جریان آشفته سیال عبوری از داخل یک کانال با دندانه‌های مثلثی، مربعی و نیمدایره ای به صورت عددی شبیه‌سازی شده است. معادلات حاکم بر جریان سیال و انتقال حرارت با استفاده از شبکه جابجا شده و الگوریتم سیمپل حل شده و برای مدل‌سازی جریان آشفته از مدل k-ε استاندارد استفاده شده است. خطوط جریان، مقادیر سرعت و دما، و ضرایب اصطکاک و انتقال حرارت برای هندسه‌های مختلف دندانه‌های روی سطح رسم شده‌اند. نتایج نشان می دهد که با افزایش ارتفاع دندانه‌ها، 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 دندانه‌ها 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 دندانه‌ها حساس تر است. همچنین مشاهده می‌شود که هندسه دندانه با نوسلت متوسط بزرگتر، دارای ضریب اصطکاک متوسط بزرگتری نیز هست.