مدل سازی جریان و انتقال حرارت آشفته در جت برخوردی به یک سطح مقعر

در این پایان نامه، نتایج حاصل از یک مطالعه عددی بر روی جت برخوردی آشفته به سطوح مقعر متقارن و نامتقارن ارائه می شود. برای نخستین بار پنج مدل آشفتگی دو معادله ای شامل مدل های k-? رینولدز پایین برای پیش بینی انتقال حرارت یک جت پایای شیاری آشفته برخوردی به سطح مقعر، ارزیابی شده و دقت هر یک از مدل ها در پیش بینی میدان جریان و انتقال حرارت مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. سپس به منظور افزایش دقت نتایج پیش بینی شده، به عنوان اولین مطالعه در زمینه جت برخوردی به سطح مقعر، از ترم تصحیح یاپ استفاده شده است. همچنین تأثیر پارامترهای هندسی و جریانی مثل عدد رینولدز جت، فاصله جت تا سطح برخورد و انحنای سطح بررسی شده اند. با اعمال تصحیح یاپ، مقدار عدد ناسلت که در ناحیه برخورد بیش از حد پیش بینی می شود، به شکل قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. همچنین نشان داده شده است که در میان مدل های بررسی شده در این مطالعه، مدل ls-yap قابلیت پیش بینی عدد ناسلت موضعی را با تطابق بسیار خوب در مقایسه با نتایج تجربی، در هر دو ناحیه برخورد و جت دیواره، دارد. با استفاده از این مدل، پیش بینی عدد ناسلت در ناحیه برخورد و جت دیواره به ترتیب 21% و 10% در مقایسه با نتایج عددی مطالعات پیشین، بهبود می یابد. اگرچه تأثیر قابل ملاحظه ای در عدد ناسلت موضعی، بر اثر تغییرات فاصله جت تا دیواره، h/b، مشاهده نمی گردد. در نهایت مشاهده می گردد که کاهش انحنای سطح در سطوح متقارن و نامتقارن، موجب کاهش انتقال حرارت از سطح می شود. ضمناً، در سطوح نامتقارن میزان دبی جرمی خروجی و همچنین نرخ انتقال حرارت در قسمتی که سطح دارای تقعر بیشتری است، به مراتب بزرگ تر خواهد بود.