یکی از مشکلات ایستگاه های تقلیل فشار گاز، مسدود شدن روزنه عبور گاز بر اثر کاهش دما در رگلاتور است. بمنظور پیشگیری از این حالت، گاز را قبل از کاهش فشار بوسیله گرمکن، گرم می کنند. در این گرمکن ها، لوله های عبور گاز طبیعی، سیال واسطه و لوله عبور سیال داغ وجود دارند. سیال داغ که حاوی انرژی گرمایی بالا است، محصولات احتراق بوده که حاصل از واکنش مخلوط سوخت- هوا در مشعل اتمسفریک است. از آنجا که تکنولوژی استفاده از محیط متخلخل مزیت های زیادی را در سیستم احتراقی ایفا می کند، ایده بکارگیری اینگونه مشعل ها به جای مشعل اتمسفریک مطرح شده است. در مشعل های متخلخل به طور عمده از خاصیت تابشی بالای محیط متخلخل استفاده شده که منجر به صرفه جویی در مصرف سوخت و دستیابی به راندمان حرارتی بالاتر نسبت به مشعل های معمولی می شود. در این مطالعه با استفاده از تحلیل عددی، بررسی رفتار حرارتی- سیالاتی گاز عبوری از گرمکن تحت شرایط مختلف و جایگزینی مشعل های متخلخل در گرمکن های ایستگاه تقلیل فشار، بجای مشعل های اتمسفریک مورد بحث قرار گرفته است. در ابتدا با مدل کردن لوله های کویل گاز، عملکرد گرمکن در شرایط مختلف بررسی شده و پارامترهایی نظیر دما و فشار گاز ورودی، دمای گاز بعد از رگلاتور، بار حرارتی گرمکن، دبی گاز و .... مورد مطالعه قرار گرفته اند. سپس با مدل کردن مشعل اتمسفریک در گرمکن، میزان شار حرارتی تولید شده در نسبت تعادل های مختلف به طور عددی مورد بررسی قرار گرفته که نتایج بدست آمده از آن با پارامترهای اندازه گیری شده از گرمکن مطابقت خوبی داشته است. با استفاده از نتایج بدست آمده از این شبیه سازی، چگونگی بدست آوردن حداکثر راندمان احتراق در مشعل اتمسفریک مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه با مدل سازی مشعل های متخلخل در ابعاد و نسبت تعادل های مختلف در گرمکن، مقایسه ای از نظر میزان شار حرارت تولیدی با مشعل اتمسفریک انجام شده است. اگرچه گرمکن های ایستگاه تقلیل فشار برای مشعل های متخلخل طراحی نشده اند، اما با توجه به نتایج بدست آمده، استفاده از مشعل متخلخل بجای مشعل اتمسفریک موجب افزایش راندمان حرارتی در گرمکن می شود.

انتقال حرارت جابجایی آزاد در یک محفظه مربعی دارای یک پره موجی شکل متصل به دیواره کناری آن، که با نانوسیال پر شده است، به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. عملکرد انتقال حرارتی نانوسیال در محفظه با در نظر گرفتن پراکندگی ذرات جامد شبیه سازی می شود. معادلات پیوستگی و اندازه حرکت بر مبنای فرمول بندی تابع جریان-چرخش به همراه معادله انرژی با استفاده از روش پتروف-گالرکین محلی بدون شبکه با تابع آزمون واحد حل می شوند. در این روش که یک روش واقعاً بدون شبکه است و بنابراین برای دامنه های دارای شکل هندسی پیچیده کاملاً مناسب می باشد، می توان توزیع دلخواهی از گره ها را در دامنه محاسباتی به کار برد. روش تقریب مینیمم مربعات متحرک به منظور تولید توابع شکل به کار می رود. یک برنامه رایانه ای برای این روش عددی توسعه داده شده است. به منظور اطمینان از درستی کاربرد روش عددی و برنامه نوشته شده، مسائل نمونه گوناگونی با استفاده از این برنامه شبیه سازی و حل شده است. سپس جابجایی آزاد در یک محفظه مربعی دارای یک پره موجی شکل متصل به دیواره کناری آن، که با نانوسیال اکسید آلومینیوم در آب پر شده است، مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که کاربرد نانوسیال اکسید آلومینیوم در آب به جای آب خالص تنها در مقادیر رایلی پایین (ra=10 به توان 3) موجب بهبود انتقال حرارت جابجایی طبیعی می-شود. برای اعداد رایلی بالاتر افزایش کسر حجمی نانوذرات موجب کاهش انتقال حرارت جابجایی آزاد در محفظه می گردد. همچنین اثر پارامترهای هندسی مختلف شامل طول، موقعیت، زاویه و دامنه پره موجی شکل بر جریان سیال و انتقال حرارت در محفظه مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می-دهند که این پارامترهای هندسی آثار انتقال حرارتی متفاوتی در مقادیر رایلی مختلف دارند.

با گذشت حدود یک قرن از انتشار مقاله آقای پرانتل در مورد انتقال حرارت جابجایی که می توان آنرا آغازگر این مبحث دانست، هنوز پایان نامه هایی در سطح دکتری روی این موضوع تعریف می شود. این نکته اهمیت و وجود نکات ناشناخته در این مورد را بیان می کند. یکی از مسائل کلاسیک در مورد انتقال حرارت جابجایی آزاد که سالها با حمایت "ناسا" در مورد آن تحقیق شده، محفظه ای مستطیلی شکل است که دارای دو دیواره افقی عایق و دو دیواره عمودی با اختلاف دمای ثابت می باشد. برای حل این مسئله بیش از 20 سال تحقیق صورت گرفت که حاصل آن انتشار مقالات متعدد تحلیلی، عددی و آزمایشگاهی بود. از میان این تحقیقات دو روش مختلف تقریبی – تحلیلی برای حل مسئله ارائه شد که محدودیتهایی نیز داشتند. در چند دهه اخیر با گسترش روشهای عددی، این مسئله به نمونه ای برای چک کردن صحت این روشها تبدیل شده است. خیلی از حالات متفاوتی که برای این نوع مسئله مطرح می شود دارای حل تحلیلی و یا آزمایشگاهی نمی باشد. این امر باعث شده در کارهای عددی، اعتبارسنجی با کارهای عددی دیگر صورت بگیرد. این فقدان باعث شد تا به ارائه روشی تقریبی – تحلیلی برای گسترش حالات این مسئله پرداخته شود. در این تحقیق محفظه ای مستطیلی با دیواره های افقی موجدار و عایق و دیواره های عمودی با اختلاف دمای ثابت، حاوی سیال غیرنیوتنی به روش خطی سازی حل گردیده است. برای حل معادلات حاکم فرض شده که اعداد رایلی و پرانتل بزرگ هستند. در این حل، با ترکیب معادلات انرژی و ممنتم، معادله ای حاصل می شود که به تغییرات سرعت عمودی وابسته می باشد. با کمک این معادله و معادله انرژی، که با کمک معادله پیوستگی شکل جدیدی یافته، توابع سرعت و دما بدست می آیند. نتایج حاکی از آن است که این حل برای سیال غیرنیوتنی، جوابهایی مطابق با فیزیک مسئله و تحلیل ابعادی ارائه می دهد. همچنین تغییرات سرعت و دما در حالتی که دیواره های افقی موجی شکل می باشند قابل قبول است اما تغییرات ناسلت برای دیواره های موجدار در این حل قابل مشاهده نیست و تغییرات آنرا فقط از تحلیل ابعادی ارائه شده می توان متوجه شد. ضمنا از نمودارهای ترسیم شده مشخص است که با افزایش لزجت ظاهری، شار حرارتی دیواره های عمودی کاهش می یابد و با افزایش ارتفاع موج دیواره های افقی، مقدار عدد ناسلت افزایش یافته و تغییر طول موج تاثیری در عدد ناسلت ندارد.

در این مطالعه، انتقال حرارت و افت فشار نانوسیال خنک کن ،که با افزودن نانوذرات آلومینا به سیال پایه آب-اتیلن گلیکول (60:40 جرمی) بدست می آید، در رادیاتور خودرو بررسی شده است. این بررسی به صورت تجربی و برای جریان آرام انجام شده و بدین منظور یک سامانه آزمایش طراحی و ساخته شده است. برای بررسی صحت اندازه گیری ها، ابتدا آزمایش هایی برای جریان آب مقطر انجام شده است. سپس آزمایش ها برای سیال پایه و نانوسیال با کسرهای حجمی مختلف 003/0، 006/0، 009/0 و 012/0 در دبی های سیال خنک کن مختلف 9، 11 و 13 لیتر بر دقیقه و در سرعت های 85/2 و 75/3 متر بر ثانیه هوای گذرنده از رادیاتور انجام شده است. خواص ترموفیزیکی با استفاده از مدل های موجود متغیر با دما محاسبه شده است. با توجه به نتایج آزمایش ها، مشاهده شده است که با افزایش دبی سیال خنک کن، انتقال حرارت و درنتیجه ضریب انتقال حرارت جابجایی و عدد ناسلت و همچنین افت فشار افزایش می یابد. همچنین با افزایش کسر حجمی نانوذرات، انتقال حرارت و درنتیجه ضریب انتقال حرارت جابجایی و افت فشار افزایش می یابد. عدد ناسلت ابتدا با افزودن نانوذرات تا کسر حجمی 003/0 کاهش می یابد ولی با افزایش کسر حجمی به مقادیر بیشتر، افزایش می یابد. با افزایش دور فن رادیاتور و درنتیجه افزایش دبی هوای گذرنده از رادیاتور، ضریب انتقال حرارت جابجایی و عدد ناسلت و درنتیجه انتقال حرارت افزایش می یابد. در ادامه با ارزیابی عملکرد حرارتی رادیاتور مشخص شده است که استفاده از نانوسیالات در رادیاتور خودرو می تواند به طور قابل توجهی باعث افزایش راندمان حرارتی رادیاتور شود. اما با استفاده از نانوسیال نسبت نرخ انتقال حرارت به قدرت پمپاژ مورد نیاز (پارامتر مریت) کاهش می یابد. بنابراین از این نظر استفاده از نانوسیال در جریان آرام برای رادیاتور خودرو مزیتی ندارد. در پایان بر اساس نتایج آزمایشگاهی بدست آمده، رابطه جدیدی برای پیش بینی عدد ناسلت نانوسیال داخل رادیاتور ارائه شده است که تطبیق بسیار خوبی با داده های آزمایشگاهی دارد

شبیه سازی عددی فرایند تغییر فاز(انجماد) در سیستم های ذخیره ی انرژی سرمایشی و ارائه ی راهکارهایی برای افزایش کارآیی و بازدهی آن ها در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است. افزودن نانوذرات به ماده تغییر فاز دهنده و همچنین ایجاد موج در دیواره های سیستم، روش های بهبود انتقال حرارت برای افزایش نرخ ذخیره سازی انرژی هستند که در این تحقیق بررسی شده اند.هدف تحقیق، بررسی اثر شکل هندسی و ارائه ی روش هایی برای بهبود انتقال حرارت و در نتیجه افزایش انرژی ذخیره شده در سیستم از طریق اصلاح شکل هندسی بوده، و همچنین استفاده از نانوذرات اکسید آلومینیوم، مس و اکسید مس نیز به عنوان راهکاری برای افزایش انتقال حرارت، افزایش سرعت ذخیره سازی انرژی و افزایش کسر حجمی انجماد، مورد بررسی قرار گرفته است. نانومواد تغییر فاز دهنده که از افزودن نانوذرات به ماده تغییر فاز دهنده حاصل می شوند، کاربرد وسیعی در سیستم های ذخیره انرژی دارند. بررسی های این تحقیق به وسیله شبیه سازی با روش عددی حجم محدود و به وسیله ی یک کد کامپیوتری انجام شده است.این روش قابلیت پوشش شکل های هندسی پیچیده را داشته و به شبکه های با سازمان محدود نمی شود.نتایج به دست آمده نشان داده که ایجاد موج روی دیواره های انتقال دهنده ی حرارت و همچنین استفاده از نانوذرات، کسر حجمی انجماد و میزان انرژی ذخیره شده در داخل سیستم در مدت زمان ثابت را افزایش می دهد.

آلاینده های جوشکاری از قبیل فیوم ها و گازهای سمی بسیار خطرناک بوده و باید از ناحیه تنفسی کارگران دفع شوند. در این پژوهش عملکرد روش های مختلف تهویه صنعتی شامل تهویه اختلاطی، جابه جایی و موضعی در یک کارگاه بزرگ جوشکاری به صورت عددی ارزیابی شده است. به دلیل بزرگ بودن کارگاه مورد نظر، میدان حل با فرضیاتی منطقی محدود شده است. چون رژیم حاکم بر جریان از نوع مغشوش است، معادلات حاکم شامل معادلات پیوستگی، اندازه حرکت، انرژی، غلظت آلاینده و معادلات اغتشاش k-? استاندارد بوده و به صورت پایا و به روش حجم محدود حل شده اند. پلوم جوشکاری با در نظر گرفتن فرضیاتی معقول از یک سطح کوچک با شار گرمایی و شار آلاینده مربوط به جوشکاری gmaw وارد میدان حل می شود. نتایج حل عددی شامل خطوط مسیر، میدان سرعت، دما و غلظت آلاینده در صفحه های مختلف و ناحیه تنفسی بررسی شده و روش های مختلف تهویه با توجه به مقدار غلظت در ناحیه تنفسی و عملکرد با یکدیگر مقایسه شده اند. پلوم جوشکاری از سطحی کوچک به دلیل نیروی شناوری برخاسته و جریان هوا و دما را به شدت تحت تأثیر قرار می دهد. در این کار ابتدا شرایط موجود بررسی شده و مشخص می شود که تهویه اختلاطی استفاده شده عملکرد مطلوبی ندارد. ابتدا سعی می شود که تهویه موجود با کمترین تغییرات اصلاح گردد. در همین راستا مواردی چون استفاده از پنجره های سقفی و پنجره های روبه فن، تغییر ارتفاع دریچه های ورودی، استفاده از تهویه طبیعی و تغییر نرخ تعویض هوا بررسی می شود. نتایج نشان می دهد بیشترین اثرگذاری مربوط به تغییر نرخ تعویض هوا است. در مقابل تهویه طبیعی و پنجره های رو به فن و سقفی نمی توانند اثر قابل توجهی ایجاد کنند. تغییر ارتفاع دریچه های ورودی نیز درصورتی که بر پلوم جوشکاری اثر شدیدی نگذارد می تواند موثر باشد. همچنین روش های تهویه جابه جایی و موضعی تحت شرایط خاصی می توانند استفاده شده و غلظت آلاینده را به زیر حد مواجهه مجاز کاهش دهند. تهویه جابه جایی نسبت به تهویه اختلاطی موثرتر بوده و باعث می شود هوای تازه، کل ناحیه تنفسی را در برگیرد. استفاده از هود جانبی متحرک هم نشان داد که مقادیر غلظت آلاینده را در ناحیه تنفسی درصورت استفاده صحیح به نزدیک صفر تقلیل می یابد. در حقیقت این روش موثرترین در کاهش غلظت آلاینده های جوشکاری به زیر حد مواجهه مجاز می باشد.

با توجه به روند رو به رشد علوم و فناوری در زمینه های مختلف و گسترش سیستم های مصرف کننده ی انرژی، افزایش کارائی و بهینه سازی این سیستم ها جایگاه ویژه ای پیدا کرده است. نمای دوجداره (dsf ) نیز یک چهارچوب و قالب ساختمانی است که از 2 لایه جداگانه تشکیل شده و با یک مجرای هوای تهویه شده از هم جدا می شوند. مجرای نمای دوجداره با توجه به فصل می تواند برای استفاده از تابش خورشیدی و یا دفع آن استفاده می شود. بنابراین در نتیجه بکارگیری از نمای دوجداره، کیفیت هوای داخلی و تعادل حرارتی بهتر می شود در حالی که انرژی گرمایشی و سرمایشی نیز حفظ می شود. در این پایا ن نامه به مطالعه عددی و بررسی میدان جریان و انتقال حرارت در یک نمای دو جداره تهویه شونده پرداخته شده است. با توجه به اینکه در تابستان کاهش انتقال حرارت مورد نظر است، با بررسی نتایج به این نکته می رسیم در ماه های مختلف افزایش مقدار عدد رایلی باعث کاهش انتقال حرارت خواهد شد. افزایش میزان رایلی موجب تشکیل گردابه هایی در بالا و پایین محفظه شده و تحت تاثیر نیروی شناوری جریان به بالای محفظه حرکت می کند. همچنین با بررسی کاربرد نمای دوجداره تهویه شونده مشاهده می شود که استفاده از این نما در فصل تابستان موجب کاهش انتقال حرارت به میزان 60/54 درصد می شود.

نمای دو جداره یک چهارچوب و قالب ساختمانی است که از دو جداره جداگانه حاوی هوای محبوس یا تهویه شونده تشکیل می شود و توجه محققان را به خود جلب نموده است. در این تحقیق به مطالعه عددی میدان جریان و انتقال حرارت در یک نمای دوجداره ساختمانی با وجود شار تابشی و جابه جایی در جدار بیرونی و شار جابه جایی در جدار داخلی پرداخته شده است. نمای مورد نظر در دو دیواره خارجی شمالی و جنوبی یک ساختمان نمونه در نظر گرفته شده است و مدلسازی ها برای ماه های سرد سال انجام شده و نتایج با هم مقایسه شده اند. بدین منظور معادلات دیفرانسیل و شرایط مرزی حاکم بر جریان و انتقال حرارت در هندسه مورد نظر تعیین شده اند. در ادامه با توجه به هندسه حل و شرایط مرزی، کد کامپیوتری موجود توسعه داده شده است. در کد کامپیوتری آماده شده، روش حجم محدود برای شبکه یکنواخت و الگوریتم سیمپلر برای کوپلینگ سرعت- فشار به کار رفته است. با توجه به شرایط مسئله موردنظر، نتایج حاصل از شبیه سازی عددی میدان جریان و انتقال حرارت در شرایط مختلف حاکی از آن است که میزان تابش خورشیدی بر نمای دو جداره تاثیر مستقیمی بر افزایش انتقال حرارت داخل ساختمان دارد. همچنین از مقایسه یک نمای معمولی با نمای دوجداره مشاهده می شود که استفاده از نمای دوجداره، به میزان 64% موجب صرفه جویی انرژی حرارتی در داخل ساختمان می گردد.

جابه جایی طبیعی با پخش دوگانه، که در آن شناوری در اثر اعمال هم زمان گرادیان دما و غلظت ایجاد می شود، در سیستم های طبیعی اهمیت داشته و کاربردهای مهندسی فراوانی دارد. در این تحقیق به مطالعه ی عددی جریان جابه جایی ترکیبی با پخش دوگانه ی نانوسیال آلومینا-آب درون یک محفظه ی مربعی با درپوش متحرک با استفاده از مدل خواص ترموفیزیکی متغیر برای تخمین خواص نانوسیال پرداخته می شود. معادلات حاکم با استفاده از روش حجم محدود و بر پایه ی الگوریتم سیمپلر توسط یک کد محاسباتی حل می شوند. پارامترهایی که تغییرات آن ها در این مسئله در نظر گرفته شده اند شامل عدد ریچاردسون در بازه ی 100 ? ri ? 01/0، نسبت شناوری در بازه ی 5 ? br ? 5- و کسر حجمی نانوذرات در بازه ی %4 ? ? ? 0 هستند؛ ضمن این که عدد پرانتل 43/5 pr =، عدد لوییس 450le = و عدد گراشف 104 gr = پارامترهای ثابت این مسئله اند. دیواره سمت چپ گرم و با غلظت بالا و دیواره سمت راست سرد و با غلظت پایین بوده و سطوح بالا و پایین عایق و نفوذناپذیرند.

وجود جریان جابجایی آزاد درون محفظه ای که از یک مذاب در حال انجماد پر شده است باعث پدیدار شدن یک ساختار غیر همگن و درشت دانه در محصول نهایی می گردد. بمنظور رفع این مشکل، دانشمندان علم مواد از دانش هیدرودینامیک مغناطیسی کمک گرفته، و با اعمال یک میدان مغناطیسی مناسب بر مذاب درون محفظه، جریان جابجایی را کاهش داده و یک ساختار ریز دانه و همگن در محصول نهایی بوجود آورده اند. در این تحقیق، با نوشتن یک برنامه کامپیوتری، به بررسی عددی تأثیر اعمال یک میدان مغناطیسی ثابت بر جریان جابجایی آزاد و میدان دما در حالت گذرا و آرام درون یک محفظه دو بعدی حاوی فلز گالیم مذاب با عدد پرانتل 0.02 برای سه مسئله مختلف در محفظه ای با دیواره های جانبی دما ثابت و دیواره های جانبی شار حرارتی ثابت پرداخته شده است. علاوه بر بررسی تأثیر قدرت میدان مغناطیسی (عدد هارتمن) بر میدان جریان و میدان دما، تأثیر تغییرات پارامترهای مختلف دیگری نظیر عدد رایلی، زاویه قرارگیری محفظه نسبت به افق، زاویه اعمال میدان مغناطیسی و نسبت ابعاد محفظه بر میدان جریان و میدان دما مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. برای تبدیل معادلات دیفرانسیل به معادلات جبری از روش حجم محدود ارائه شده توسط پاتنکار استفاده شده است. نتایج حاصله بصورت خطوط دما ثابت، خطوط جریان و همچنین نمودارهای تغییرات ضریب انتقال حرارت ارائه شده است. نتایج نشان دادند که با افزایش عدد هارتمن، بخاطر تقابل نیروی لورنتز با نیروی شناوری، از مقادیر سرعت درون محفظه کاسته شده و در نتیجه ماکزیمم قدر مطلق تابع جریان و نرخ انتقال حرارت کلی بین دیواره های گرم و سرد محفظه کاهش یافته و جابجایی آزاد تضعیف می شود. همچنین با اعمال یک میدان مغناطیسی مناسب می توان جابجایی آزاد را از بین برده و و به سمت هدایت خالص پیش رفت. همچنین جابجایی تضعیف شده در اعداد هارتمن بالا، قابل محو شدن با افزایش زاویه انحراف محفظه از 0 تا 90 درجه در خلاف جهت عقربه های ساعت می باشد. همچنین کمترین مقدار عدد ناسلت متوسط مربوط به اعمال میدان مغناطیسی در راستای عمود بر شتاب ثقل برای اعداد رایلی بالا و انتخاب محفظه ای با نسبت ابعاد 2 برای تمام اعداد رایلی می باشد.

در این پژوهش با استفاده از شبیه سازی عددی، بر همکنش بین انتقال حرارت جابجایی طبیعی و تشعشع در یک محفظه دو بعدی کوچک مورد بررسی قرار گرفته است. اهداف اصلی پژوهش عبارتند از : 1- تعیین اهمیت نسبی جابجایی طبیعی و تشعشع و 2- تخمین زدن میزان ضرایب انتقال حرارت جابجایی طبیعی. مدلها با استفاده از نرم افزار تولید شبکه gambit تولید شده اند و محاسبات عددی مورد نیاز به وسیله نرم افزار دینامیک سیالاتی fluent انجام شده است. البته در مواقع مورد نیاز از کد برنامه نویسی نیز استفاده شده است. محفظه مورد نظر 5/2 سانتیمتر ارتفاع و بین 5 تا 10 سانتیمتر طول دارد. یک جسم با سطح مقطع گرد نیز در مرکز محفظه قرار دارد. قطر جسم مرکزی بین 5/0 تا 5/1 سانتیمتر در شبیه سازی های مختلف متغیر است. پارامترهای مورد بررسی عبارتند از : دماهای سطحی میانگین، شار حرارتی کل خالص و شار حرارتی تشعشعی خالص. از این پارامترها برای تعریف درصد اختلاف دمایی، درصد سهم شارهای حرارتی، ضرایب انتقال حرارت جابجایی، اعداد ناسلت و اعداد رایلی استفاده می شود. عدد رایلی بین 005/0 تا 300 متغیر است و ضریب انتقال حرارت بین 2 تا w/(m^2 k) 25 بسته به شبیه سازی های مختلف متغیر است. شبیه سازی ها با استفاده از دماهای مختلف مرز سمت راست که از 310 تا 1275کلوین تغییر می کنند، انجام شده است. وقتی که دمای مرز سمت راست بیش از 800 کلوین است، خطای اندازه گیری برای دمای مانع مرکزی وقتی که از رسانش و جابجایی طبیعی صرفنظر شده است کمتر از 1/6% است. در دماهای پایین تر مرز سمت راست (مثل 310 کلوین)، مدهای دیگر انتقال حرارت غیر از تشعشع دارای درصد سهم مهمی از انتقال حرارت هستند ( نزدیک به 50 درصد ). بنابراین در دماهای پایین مرز سمت راست، حتما باید اثر جابجایی طبیعی در محاسبات لحاظ شود و نمی توان از آن صرفنظر کرد. وقتی که فقط یک دمای بالک سیال داریم و مقادیر دمای سطحی میانگین در دسترس هستند می توانیم برای ساده سازی محاسبات عددی از یک مقدار ضریب انتقال حرارت میانگین زمانی برابر با w/(m^2 k) 73/6 استفاده کنیم. در حالتی که مرز سمت راست به صورت گذرا در طی شبیه سازی تغییر می کند، تمام انواع انتقال حرارت غیر از تشعشع با خطایی کمتر از 1/8% می توانند صرفنظر شوند.

برای تحلیل جریان سیال درون محیط متخلخل، جریان سیال تک فازی، غیر قابل تراکم و نیوتنی، از سرعت پایین تا سرعت بالا مورد بررسی قرار گرفته است. محدوده ی سرعت به گونه ای انتخاب شده است که نواحی اینرسی ضعیف و اینرسی قوی مشاهده گردد تا روابط حاکم بر این دو ناحیه را مقایسه نموده و از طرف دیگر حتی الامکان جریان وارد ناحیه ی توربولنت نشود. برای تحلیل تئوری نواحی اینرسی ضعیف و اینرسی قوی روش متوسط حجمی را روی معادلات استوکس و ناویر-استوکس اعمال نموده و با دخیل نمودن شرایط مرزی مناسب برای محیط متخلخل مورد بررسی، روابط نهایی به دست آمده است. نتایج حاصل از حل عددی معادلات برای هندسه های متفاوت با شبکه های متغیر نشان دهنده ی وجود ناحیه ی اینرسی ضعیف بلافاصله پس از ناحیه ی دارسی، و ناحیه ی اینرسی قوی می باشد. همچنین وجود رابطه ی خطی بین نیروی حاصل از اینرسی و مجذور عدد رینولد در ناحیه ی اینرسی ضعیف و رابطه ی خطی بین نیروی حاصل از اینرسی و عدد رینولد در ناحیه ی اینرسی قوی مشاهده می گردد.