بررسی عددی تأثیر شیب بالادست جریان روی عملکرد خنک‌کاری لایه‌ای همراه با سوراخ خنک‌کاری استوانه‌ای و لایه‌گستر‌

در تحقیق حاضر، تأثیر شیب بالادست جریان اصلی بر میدان‌های جریان و دما در روش خنک‌کاری لایه‌ای از طریق یک ردیف سوراخ مجزای استوانه ای و سوراخ تزریق لایه گستر به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این مطالعه، جریان به صورت سه‌بعدی، آشفته، تراکم ناپذیر و پایا در نظر گرفته شده است. شبیه سازی‌های عددی با استفاده از یک شبکه سازمان یافته غیریکنواخت و توسط مدل آشفتگی کی-اپسیلون رینولدز پایین انجام شده است. مسئله حاضر در زاویه تزریق 35 درجه و به ازای نسبت طول به قطر سوراخ 1/75 و نسبت چگالی 2 و همچنین برای نسبت دمش‌های  0/5، 1 ، 1/5 و 2 مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که در حالت سوراخ تزریق استوانه ای و لایه‌گستر در نسبت دمش‌های پایین(کمتر از 1)، حضور شیب بالادست جریان مفید نخواهد بود. استفاده از سوراخ تزریق لایه گستر باعث ایجاد عملکرد خنک کاری لایه ای بهتری در همه نسبت دمش‌ها در مقایسه با سوراخ تزریق استوانه ای می‌شود. همچنین در هر دو حالت سوراخ تزریق لایه‌گستر و استوانه ای با افزایش نسبت دمش، وجود شیب بالادست باعث بهبود کارایی آدیاباتیک خنک کاری لایه ای می‌شود. و حالت بهینه برای شرایط مورد مطالعه در حالت صفحه تخت همراه با سوراخ تزریق لایه‌گستر برای نسبت دمش0/5  رخ می‌دهد.