در سال های اخیر روش لاتیس بولتزمن بعنوان یک روش cfd جایگزین و امید بخش برای شبیه سازی جریانهای با هندسه پیچیده، دو فازی، متلاطم و ... در آمده است. بر خلاف روشهای cfd که بر پایه گسسته سازی معادلات پیوسته ماکروسکوپیک استوارند، روش لاتیس بولتزمن بر پایه مدلهای میکروسکوپی و معادلات جنبشی مزوسکوپیک استوار است و دینامیک ماکروسکوپی سیال نتیجه رفتار تجمعی بسیاری از ذرات میکروسکوپیک در سیستم می باشد. در سطح مزوسکوپیک تعداد جهتهای حرکت ذره محدود است و می توان سیال را بصورت اجتماعی از ذرات سیال در نظر گرفت. اثبات شده است روش لاتیس بولتزمن معادله ناویر استوکس را با استفاده از بسط چاپمن انسکوگ بازیابی می کند. از مزایای مهم لاتیس بولتزمن فرم صریح معادله حاکم و نیز راحتی حل معادلات موازی و سادگی اعمال شرایط مرزی روی مرزهای منحنی وار است. روش لاتیس بولتزمن نیاز به یک شبکه یکنواخت در مختصات کارتزین دارد. این موضوع کاربرد روش لاتیس بولتزمن را برای حل مسائل عملی بدلیل نیاز به شبکه غیریکنواخت برای تسخیر لایه مرزی نازک محدود می کند. اگرچه روش لاتیس بولتزمن توانسته است بسیاری از مسائل جریان را بخوبی حل کند ولی محدود به شبکه یکنواخت است. راههای زیادی برای حل این مشکل ارائه شده است، یکی از این راهها روش بسط سری تیلور و حداقل مربعات بر پایه روش لاتیس بولتزمن یا tllbm است که توسط شو و همکارانش در سال 2001 ارائه شد. مزیت این روش این است که معادله نهایی یک معادله صریح است و هیچ محدودیتی روی ساختار شبکه و مدل مش ندارد. در این پایان نامه روش tllbm، با مدل سرعت d2q9 برای شبیه سازی جریان پایای لزج تراکم ناپذیر دو بعدی در شبکه های غیریکنواخت استفاده شده است. ابتدا جریان داخل حفره های مربعی و مستطیلی با درپوش متحرک مطالعه شده است. در این مسأله جریان داخل حفره با حرکت درپوش بالایی از چپ به راست که با یک سرعت افقی ثابت 0.15 در رینولدزهای مختلف به حرکت در می آید مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بدست آمده با نتایج عددی موجود مطابقت خوبی دارد. سپس جریان داخل یک کانال با برآمدگی به ضخامت 10% مورد بررسی قرار گرفت. آخرین مورد عبور جریان از یک کانال پسرو می باشد.

چکیده در سالهای اخیر روش شبکه ی بولتزمن، به عنوان یک روش دینامیک سیالات محاسباتی جایگزین و امید بخش برای شبیه سازی جریان های پیچیده در آمده است. برخلاف روشهای دینامیک سیالات محاسباتی که بر اساس گسسته سازی معادلات پیوسته ماکروسکوپی استوار هستند، روش شبکه ی بولتزمن بر اساس مدل های میکروسکوپی و معادلات جنبشی مزوزکوبی استوار است. ثابت شده است که روش شبکه ی بولتزمن می تواند معادلات ناویر- استوکس را با استفاده از بسط چاپمن-انسکوگ بازیابی کند. از مزایای مهم روش شبکه ی بولتزمن صریح بودن معادله حاکم، سهل بودن برای محاسبات موازی و سادگی اعمال شرایط مرزی روی مرزهای منحنی وار است. معادله بولتزمن معمولاً روی شبکه های یکنواخت در سیستم مختصات کارتزین به کار می رود و نمی تواند مستقیماً برای مسایل با هندسه های پیچیده به کار رود. این موضوع، کاربرد روش شبکه ی بولتزمن را برای حل مسایل پیچیده محدود می کند. در حال حاضر چهار روش برای حل مشکل روش شبکه ی بولتزمن استاندارد ارائه شده است. یکی از این روشها، روش شبکه ی بولتزمن بر مبنای بسط سری تیلور و حداقل مربعات است. در مدل مذکور، معادله نهایی یک معادله صریح است و اساساً هیچ محدودیتی روی ساختار و مدل شبکه ندارد. در این کار، روش شبکه ی بولتزمن بر مبنای بسط سری تیلور و حداقل مربعات با مدل شبکه d2q9 برای شبیه سازی جریان خارجی، لزج، تراکم ناپذیر و دو بعدی با استفاده از شبکه-های غیریکنواخت بکار برده شده است. نتایج به دست آمده، با نتایج عددی موجود مقایسه شده است. مشاهده خواهد شد که این مدل نتایج بسیار دقیقی می دهد.

در طول دوران فعالیت های علمی بشر به سبب لزوم تحلیل جریان حول اجسام با هندسه های پیچیده و یا متحرک، دیگر روش های رایج محاسباتی بدلیل دشوار بودن ایجاد شبکه مناسب با آن هندسه ها کارساز نخواهد بود . در این خصوص یکی از موفق ترین روش ها، روش مرز غوطه ور می باشد. مزیت این روش بر سایر روش های متداول cfd این است که در اینجا شبکه محاسباتی هیچ اجباری در تطبیق خود با مرزهای جسم غوطه ور ندارد. بنابرین با یک شبکه کارتزین ساده می توان به تحلیل عددی میدان سیال پرداخت. ایده اصلی این روش استفاده از یک شبکه محاسباتی اویلری منظم و منطبق بر میدان سیال به همراه استفاده از نقاط لاگرانژی جهت نشان دادن مرز غوطه ور می باشد. در حالت کلی، نقاط شبکه بر نقاط مرز غوطه ور منطبق نمی باشند. بنابرین باید بر هم کنش بین سیال و مرز غوطه ور مدل گردد که این امر با استفاده از یک تابع شکل مناسب صورت می پذیرد. اساس کار ibm اعمال شرایط مرزی توسط قرار دادن یک عبارت نیرو به شکل چشمه در معادلات ناویر استوکس می باشد. در تحقیق حاضر تحلیل عددی میدان جریان لزج و جریان استوکس تراکم ناپذیر و لزج با مرز غوطه ور الاستیک با فرض بدون جرم به روش مرز غوطه ور (ibm) مورد بررسی قرار گرفته است. هدف از این تحقیق بررسی دقت و توانایی کاهش حجم محاسبات در تحلیل مسائل با شرایط اندرکنش و هندسه های پیچیده با استفاده از روشibm و نیز گسترش این روش به طیف وسیعی از مسائل مشابه می باشد

هدف از مطالعه حاضر بررسی انتقال حرارت جابجایی آزاد در یک آنولی استوانه ای با استفاده از روش لاتیس بولتزمن بدون شبکه می باشد. روش شبکه ی بولتزمن، بعنوان یک روش جایگزین برای دینامیک سیالات محاسباتی متداول جهت شبیه سازی جریان های پیچیده در آمده است. از مزایای مهم این روش، صریح بودن معادله حاکم، سهولت اعمال آن برای محاسبات موازی و سادگی اعمال شرایط مرزی منحنی وار است. ولی با وجود قابلیت های خوب روش شبکه بولتزمن استاندارد برای شبکه های یکنواخت، نمی توان آن را به طور مستقیم برای هندسه های پیچیده و شبکه های غیر یکنواخت بکار برد. این موضوع، کاربرد روش لاتیس بولتزمن استاندارد را برای مسائلی با هندسه های پیچیده تر محدود می کند. یک روش موثر برای رفع این محدودیت، روش شبکه بولتزمن بر مبنای بسط سری تیلور و روش حداقل مربعات است که شکل نهایی فرمولاسیون این روش یک معادله جبری است و هیچ محدودیتی روی ساختار شبکه ندارد. همچنین این روش را می توان برای مدل های مختلف سرعت بکار برد. در کار حاضر، از روش لاتیس بولتزمن بر مبنای بسط سری تیلور و حداقل مربعات با مدل شبکه d2q9برای شبیه سازی جریان و نیز انتقال حرارت جابجایی آزاد در آنولی استفاده شده است. تأثیر عدد رایلی و آرایش های مختلف دو زوج چشمه و چاه حرارتی با حرارت دهی گسسته بر روی نرخ انتقال حرارت جابجایی آزاد بررسی شده است.

در این پایان نامه یک مدل سه بعدی و غیر همدمای پیل سوختی غشا یونی به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفت است. یک دستگاه معادلات بقاء که برای کانالهای گاز، لایه های کاتالیست و غشا معتبر می باشد بصورت عددی و با استفاده از روش حجم محدود حل شده است. هدف از این مطالعه ی عددی بررسی تاثیر افزایش تعداد کانالهای گاز و دوقطبی ها در عملکرد پیل سوختی پلیمری و تولید جریان برق می باشد. در حالت پایه یک کانال گاز به ابعاد 1*1 میلیمتر در وسط و دوقطبی ها با ابعاد 5/0*1 در اطراف این کانال گاز قرار دارند. ابتدا با تقسیم این کانال گاز به دو کانال 5/0*1 و تقسیم دو قطبی ها به دو قطعه ی 25/0*1 در طرفین پیل و یک قطعه ی 5/0*1 در وسط پیل (ابعاد در طول پیل ثابت میباشد) مشاهده میشود که میزان چگالی جریان تولید شده که هدف از پیل سوختی میباشد با افزایش همراه میگردد و این در حالی است که مصرف هیدروژن و همچنین اکسیژن نسبت به حالت پایه کمتر شده که این بیان کننده ی کم شدن مصرف سوخت و افزایش تولید و راندمان بیشتر می باشد. این نتیجه بر آن داشت که افزایش بیشتر تعداد کانال می تواند باز نتیجه ی بهتری در بر داشته باشد ولی حالت سه کاناله ای که در ابتدا ایجاد گردید(شکل 6-5) جریان بیشتری نسبت به حالت پایه ولی کمتر نسبت به حالت دو کاناله تولید کرد. و به نظر می رسید توزیع دوقطبی ها و سهم کانالها از این دوقطبی ها در این میزان موثر می باشد. درنهایت سعی گردید تا با بهینه کردن این توزیع عملکرد سه کاناله بهینه گردد.

هدف از مطالعه حاضر، بررسی انتقال حرارت جابجایی آزاد آرام در یک حفره مستطیلی دو بعدی و حفره¬های مربعی دو بعدی به ابعاد h با وجود یک و دو جفت (گرم¬کننده ـ خنک¬کننده)در دیواره¬های عمودی روبروی هم، با استفاده از روش لاتیس بولتزمن بدون شبکه (tllbm) می¬باشد. در این روش از مزایای روش لاتیس بولتزمن lbm استاندارد، بسط سری تیلور، روش رانگ ـ کوتای توسعه یافته و روش حداقل مربعات استفاده شده است. شکل نهایی فرمولاسیون این روش، یک معادله جبری است. این روش همچنین می¬تواند با مدل¬های مختلف سرعت به کار رود و برخلاف روش لاتیس بولتزمن استاندارد، قابلیت کاربرد با شبکه-های غیریکنواخت را نیز دارد. مزیت استفاده از شبکه غیریکنواخت، استفاده از تعداد نقاط بیشتر (شبکه ریزتر) در نزدیکی دیواره¬های حفره است که برای به دست آوردن دقت و سرعت بیشتر ضروری است. در تحقیق حاضر، تأثیر نسبت ظاهری حفره مستطیلی و تأثیر اندازه و آرایش گرم¬کننده¬ها و خنک¬کننده¬ها و نیز تأثیر عدد رایلی از ?10?^6 تا? 10?^3 بر روی رفتار جریان و انتقال حرارت بررسی می¬شود. هنگامی که آرایش گرم¬کننده ها و خنک¬کننده ها از حالت جدا به حالت یک در میان (تناوبی) تغییر می کند، نیروی شناوری گرم¬کننده ها و خنک¬کننده ها تجزیه می شود. تعداد چرخش¬ها در حفره و بنابراین، انتقال حرارت افزایش می یابد. به عبارت دیگر، کمترین نرخ انتقال حرارت، مربوط به یک چرخش و بیشترین نرخ انتقال حرارت، مربوط به چهار چرخش می¬باشد.همچنین با افزایش عدد رایلی، سهم انتقال حرارت جابجایی بیشتر ¬شده و نرخ انتقال حرارت کل افزایش می¬یابد.

بسیاری از پدیده های طبیعی توسط یک سیستم معادلات دیفرانسیل غیر خطی با مشتقات جزئی قابل توصیف هستند که حل تحلیلی آنها سخت و یا غیرممکن است و دلیل این موضوع نبود یک تئوری کلی برای حل کامل این نوع معادلات می باشد. یکی از تکنیک های موثر برای یافتن جواب های دقیق سیستم های دینامیکی ای که با دستگاه معادلات دیفرانسیل غیرخطی با مشتقات جزئی توصیف شده اند روش تقارن است. از یک سو، می توان با کاهش تقارن معادلات دیفرانسیل کار کرد و بنابراین کلاسی از جواب های دقیق را یافت. از سوی دیگر، با توجه به این که هر تقارن جواب را به جواب می برد، با استفاده از تقارن یک دستگاه معادلات دیفرانسیل با داشتن یک جواب معین می توان به سایر جواب ها دست پیدا کرد. روش تقارن برای حل دستگاه معادلات دیفرانسیل ابتدا توسط شخصی به نام سوفوس لی به کار گرفته شد که امروزه این تکنیک را به احترام این دانشمند بزرگ به روش تقارن های لی نام گذاری کرده اند. روش شبکه بولتزمن به عنوان یک روش عددی جدید مبنی بر تئوری جنبشی گازها برای حل مسائل مختلف ریاضی-فیزیک به وجود آمده است. در مقایسه با روش های محاسباتی متداول روشlbm مزیت های بسیاری از قبیل فرمولاسیون جبری مناسب برای محاسبات موازی و سادگی دراعمال شرایط مرزی پیچیده را دارد. به طور کلی lbm یک گسسته سازی لاگرانژی از معادله بولتزمن با سرعت گسسته می باشد. هدف از این پایان نامه بررسی تقارن های معادله (1+2) و (1+3) بعدی معادله پخشی- جابجایی و حل معادله برگرز دو بعدی که حالت خاص معادله مذکور است، به روش لی می باشد. با استفاده از این روش دستگاه های های بهینه از زیر جبرهای یک و دو بعدی از جبر تقارن لی ساخته می شود. که تقارن منجر به کاهش معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی به معادلات دیفرانسیل معمولی می شود. به کمک این روش معادله برگرز غیرخطی به معادله دیفرانسیل مرتبه دو تبدیل می شود. گروه تقارن این امکان را می دهد تا با کاهش مرتبه معادله و با انتگرال گیری جواب معادله مورد نظر بدست آید. همچنین حل معادله برگرز دو بعدی به روش عددی شبکه بولتزمن ارائه شده است.

امروزه استفاده از سوخت¬های فسیلی علاوه بر محدود بودن، به علت افزایش گازهای گلخانه¬ای باعث بروز مشکلات فراوان و به خطر افتادن حیات بشر گشته است. بنابراین استفاده از منابع تجدید پذیر انرژی اهمیت بسیاری دارد. یکی از این منابع استفاده از مواد تغییر فاز دهنده است که در آن ها اصل اساسی ذخیره انرژی، استفاده از گرمای نهان در فرایند تغییر فاز می باشد. این مواد به علت ظرفیت بالای ذخیره انرژی کاربردهای وسیعی در صنایع دارند. عیب عمده این مواد ضریب هدایت حرارتی پایین آنها می¬باشد که آن را می¬توان با اضافه نمودن نانوذرات از موادی که دارای ضریب هدایت حرارتی بالایی هستند برطرف نمود. در این تحقیق فرایند ذوب یک ماده تغییر فاز دهنده در یک محفظه مربعی بسته با در نظر گرفتن سه کسر حجمی مختلف از نانو ذرات آلومینیوم اکسید al2o3 و با زاویه¬های مختلف قرارگیری نسبت به سطح افقی به صورت عددی با استفاده از نرم افزار تجاری فلوئنت شبیه سازی می¬گردد. نرم افزار فلوئنت با بکارگیری تکنیک آنتالپی خلل و فرج فرایند ذوب را مدلسازی می¬کند. هدف از این تحقیق بررسی اثرات زاویه قرارگیری محفظه نسبت به سطح افقی و غلظت نانوذرات بر روی نرخ ذوب شدن ماده تغییر فازدهنده است. دو دیواره محفظه عایق بوده و دو دیواره دیگر آن به ترتیب دارای یک چشمه و یک چاه حرارتی است. نحوه پیشروی فصل مشترک جامد-مایع، نحوه توزیع دما و جهت چرخش سیال از مهمترین پارامترهای مورد بررسی در فرایند ذوب ماده تغییر فاز دهنده مورد نظر می باشد که به ترتیب توسط کانتورهای کسر مایع، خطوط همدما و بردارهای سرعت در زمان های مختلف از فرایند نشان داده شده اند. از بین حالتهای مختلف قرارگیری محفظه نسبت به سطح افقی، حالت ш با زاویه 30 درجه و غلظت 2% نانوذرات به عنوان بهترین حالت از نظر عملکرد حرارتی انتخاب گردید.

امروزه استفاده از سوخت های فسیلی علاوه بر محدود بودن، به علت افزایش گازهای گلخانه ای باعث گرمایش کره زمین، آب شدن یخ های قطبی، بروز طوفان های مخرب و در یک جمله باعث به خطر افتادن حیات بشر گشته است. بنابراین استفاده از منابع تجدید پذیر انرژی اهمیت بسیاری دارد. یکی از این منابع استفاده از مواد تغییر فاز دهنده است که در آن ها اصل اساسی ذخیره انرژی، استفاده از گرمای نهان در فرآیند تغییر فاز می باشد. این مواد به علت ظرفیت بالای ذخیره انرژی کاربردهای وسیعی در صنایع الکترونیکی، مخابراتی، هوافضا، سیستم های حرارتی گلخانه ها، ساختمان های تجاری و مسکونی دارند. در این تحقیق به-صورت عددی فرآیند ذوب مواد تغییر فاز دهنده در اثر اضافه کردن سه کسرحجمی مختلف از نانو ذرات را در یک محفظه ی مربعی با چیدمان های مختلفی از چشمه ها و چاه ها با استفاده از نرم افزار تجاری فلوئنت شبیه سازی کرده ایم. نرم افزار فلوئنت با بکار گیری تکنیک آنتالپی خلل و فرج فرآیند ذوب را مدل سازی می کند. هدف از این تحقیق بررسی اثر چیدمان و تعداد چشمه ها و چاه های حرارتی و غلظت نانو ذرات بر روی نرخ ذوب شدن یک ماده تغییر فاز دهنده غنی شده با نانو ذرات در داخل یک محفظه ی مربعی است. به این منظور دو جفت چشمه و چاه حرارتی در کسرهای حجمی مختلف نانو ذرات بر روی دیواره های افقی محفظه قرار داده و از بین حالت های مختلف بهترین حالت ازنظر عملکرد حرارتی محفظه انتخاب می گردد. نحوه پیشروی مرز، نحوه توزیع دما و جهت چرخش سیال از مهم ترین پارامترهای مورد بررسی در فرآیند ذوب مواد تغییر فاز دهنده می باشد که توسط کانتورهای کسرمایع، خطوط هم دما و بردارسرعت در زمان های مختلف از فرآیند نشان داده شده اند.

در این رساله، انتقال حرارت جریان جوششی آب خالص و نانوسیال به عنوان سیال¬های عامل در یک میکروکانال افقی تحت مطالعه عددی قرار گرفته است. ابعاد میکروکانال با مقطع مستطیلی 7500×100×250μm می¬باشد. در سطح پایینی میکروکانال هیتری با ابعاد 3500×80 μm به شکل متقارن نسبت به خط مرکزی افقی قرار گرفته است. کسر حجمی نانوذرات اکسید آلومینیوم 0/2 درصد و با قطر متوسط 40 نانومتر در نظر گرفته می¬شود. شبیه¬سازی عددی به کمک نرم¬افزار ansys fluent (و در برخی حالات توسط ansys cfx) انجام گرفته و در مواقع نیاز، کدهایی نوشته و به نرم¬افزار پیوست شده است. جریان جوششی به¬دلیل وابستگی به تعداد زیادی پارامترهای نامعلوم (از قبیل؛ توزیع اندازه و هندسه میکروکویتی-های سطح، تعداد سایت¬های حباب¬زای فعال و خواص سطح مشترک مایع و جامد) و دارا بودن فرایندهای هیدرودینامیکی کاملاً تصادفی (از قبیل؛ حرکت سیال در مجاورت سایت¬های حباب¬زا، شکل و اندازه حباب هنگام رشد، فرکانس جدا شدن حباب¬ها از سطح، بهم¬پیوستن حباب¬ها و ازهم¬جداشدن حباب¬ها و سرعت رشد حباب¬ها) پدیده کاملاً پیچیده¬ای بوده و دارای نوسانات با دامنه نوسانی بزرگ و سیکل زمانی طولانی برای آب خالص در فلاکس¬های حرارتی متوسط و برای نانوسیال در فلاکس¬های حرارتی بالا می¬باشد. نتایج عددی بیانگر کاهش نوسانات خواص جریان جوششی هنگام استفاده از نانوسیالات می¬باشد. جریان جوششی نانوسیال پایدارتر می¬باشد و خواص انتقال حرارتی جریان جوششی آن افزایش می¬یابد. این یافته¬ها در تطابق با یافته-های آزمایشگاهی موجود می¬باشد. یافته¬های این مطالعه نشان می¬دهد که در هندسه¬های ساده و فلاکس¬های حرارتی متوسط می¬توان جریان جوششی را مخصوصاً در رژیم جریان حبابی به¬شکل مناسبی با نرم¬افزارهای تجاری مدل کرد.

در پایان نامه حاضر با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی cfd بررسی تأثیر پارامترهای کلیدی مانند تأثیر فشار ورودی ثانویه بر دستگاه اجکتور، نسبت مکش، جریانهای برگشتی ناشی از فشار ورودی ثانویه و تأثیر تمامی این پارامترها بر مشخصه های هیدرو دینامیکی سیال از جمله فشار، دما و عدد ماخ بررسی شده است. معادلات بنیادی میدان جریان بوسیله نرم افزار تجاری فلوئنت و با فرض یک مدل تراکم پذیر دو بعدی تقارن محور و مدل توربولانس k-? حل گردیده اند. در این تحقیق تأثیر فشار های ورودی ثانویه 8/0، 1 ، 2/1، 4/1و 5/1 بار بر رفتار سیال مورد بررسی قرار گرفته و نتایج حاکی از آن است که به ازای فشار های پایین ورودی بدلیل وقوع پدیده شوک، جریان برگشتی رخ داده و با افزایش فشار، از اثر این پدیده کاسته شده و رژیم جریان بهبود می یابد. نتایج عددی بدست آمده با نتایج حل تحلیل و تجربی موجود اعتبار دهی اولیه شده که تطابق قابل قبولی بین آنها وجود دارد.

در این پایان نامه روش جدیدی جهت افزایش انتقال حرارت در میکروکانال ها و سایر مبدل های حرارتی پیشنهاد شده است. به منظور افزایش بازده و کارایی در مبدل های حرارتی از مولدهای گردابه برای کاهش وسعت ناحیه سرد در هسته میدان و افزایش اختلاط استفاده می شود. مولدهای گردابه در مبدل های حرارتی میکرو نیز قابل استفاده می باشند که به تازگی مورد توجه محققان قرارگرفته است. در تحقیق حاضر از دو مولد گردابه در مقیاس میکرو که دارای حرکت الاستیک می باشند داخل میکروکانال استفاده شده است. تأثیر این روش، نوسانی کردن گردابه تولید شده درمیدان سیال است که اثرات اختلاطی آن سبب افزایش شار حرارتی خروجی از دیواره میکروکانال در مقایسه با میکروکانال های ساده و دارای مولد ایستا خواهد شد .اثرات متقابل حرکت مولد گردابه و میدان سیال در میکرو کانال منجر به تشکیل یک مسأله ی اندرکنش سیال- جامد خواهد شد که به صورت عددی بررسی شده و نتایج قابل قبولی برای توزیع عدد ناسلت و افت فشار در میکرو کانال بدست آمده است.

جریان آشفته در یک محیط متخلخل یکی از موضوعات مهم در مطالعات زیست محیطی و مهندسی است. در چند دهه ی گذشته، مدل های متفاوتی توسط پژوهشگران برای تحلیل جریان آشفته در محیط متخلخل ارائه شده است. در کار حاضر از روش حجم کنترل و مدل آشفته k- ? برای شبیه سازی جریان آشفته در یک دامنه هیبریدی (کانال) شامل یک محیط متخلخل همگن و یک ناحیه جریان شفاف استفاده شده است. ماتریس محیط متخلخل از میله های با سطح مقطع دایروی با توزیع مکانی متناوب تشکیل می شود. از نرم افزار تجاری فلونت و از روش میکروسکوبی برای شبیه سازی مسأله مورد نظر استفاده می شود. برای گسسته سازی جملات جابه جایی از روش بالادست مرتبه دوم و از الگوریتم سیمپل برای کوپل کردن سرعت و فشار استفاده شده است. در این پژوهش، به بررسی تغییرات سرعت، فشار و انرژی جنبشی آشفته و تأثیر ماتریس محیط متخلخل روی این متغیرها در محیط متخلخل پرداخته می شود. تحلیل جریان در بستر متخلخل، نشان دهنده-ی تطابق قابل قبول بین نتایج آزمایشگاهی موجود و نتایج عددی حاضر می باشد. مقایسه بین محیط متخلخل با میله های دارای سطح مقطع مربعی و میله های دارای سطح مقطع دایروی نشان دهنده مزیت نوع مربعی بر نوع دایروی از نقطه نظر افزایش انرژی جنبشی توربولانس و در نتیجه عملکرد حرارتی بهتر در خنک سازی می باشد.

هدف از تحقیق حاضر، بررسی انتقال حرارت جابجایی آزاد و آرام در یک حفره مستطیلی دو بعدی به ابعاد h×w با وجود دو و سه جفت چشمه و چاه حرارتی در دیواره های عمودی، با استفاده از روش لاتیس بولتزمن می باشد. شکل نهایی فرمولاسیون این روش، یک معادله جبری است. این روش همچنین می تواند با مدل های مختلف سرعت به کار رود. در تحقیق حاضر، تأثیر آرایش چشمه ها و چاه های حرارتی و نیز تأثیر عدد رایلی از ?10?^6 تا? 10?^3 بر روی رفتار جریان و انتقال حرارت بررسی می-شود. هنگامی که آرایش چشمه ها و چاه های حرارتی از حالت جدا به حالت یک در میان (تناوبی) تغییر می کند، نیروی شناوری چشمه ها و چاه ها تجزیه می شود. تعداد چرخش ها در حفره و بنابراین، انتقال حرارت افزایش می یابد. به عبارت دیگر، کمترین نرخ انتقال حرارت، مربوط به یک چرخش و بیشترین نرخ انتقال حرارت، مربوط به شش چرخش می باشد. همچنین با افزایش عدد رایلی، سهم انتقال حرارت جابجایی بیشتر شده و نرخ انتقال حرارت کل افزایش می یابد

چکیده ندارد.