بررسی عددی جریان و انتقال حرارت در کانال پوشیده شده بوسیله تخلخل جزیی با ورودی غیر یکنواخت با استفاده از روش شبکه بولتزمن

هدف از این پایان نامه، بررسی میدان جریان و دما در کانال پوشیده شده بوسیله تخلخل جزیی با ورودی غیر یکنواخت با استفاده از روش شبکه بولتزمن می باشد. برای شبیه سازی جریان آرام و انتقال حرارت در هندسه مورد نظر، روش شبکه بولتزمن با مدل نه سرعته و تقریب بی-جی-کی برای عملگر برخورد مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین برای بالا بردن دقت شبیه سازی در مدل کردن جریان درون لایه متخلخل، از مدل برینکمن- فورچهایمر استفاده شده است. پس از حل مساله به صورت عددی، تاثیر پارامترهای محیط متخلخل مانند عدد دارسی ، خاصیت تخلخل و تغییر نسبت ضریب انتقال حرارت جامد به سیال،در نتایج بررسی شده و همچنین از مدل تخلخل متغیر برای ارائه برخی نمودارها استفاده شده است. نتایج شامل پروفیلهای سرعت و دما، بردارهای سرعت در طول کانال، کانتورهای دما و سرعت افقی، ضریب اصطکاک محلی ، پارامتر فشار و نیز توزیع محلی و متوسط عدد ناسلت می باشد. نتایج حاصل از این مطالعه علاوه بر اعتبارسنجی روش شبکه بولتزمن، نشان می دهد که بکاربردن لایه متخلخل راهکاری مساعد جهت یکنواخت کردن جریان های ورودی غیر یکنواخت است. این روند با کاهش عدد دارسی و نیز کاهش خاصیت تخلخل، تسریع شده و میدان یکنواخت تری از سیال وجود خواهد داشت. همچنین با بکار گیری مدل تخلخل متغیر، اثردیواره کانال نسبت به حالت تخلخل ثابت، نمود بیشتری دارد. اثر لایه متخلخل بر انتقال حرارت نیز بررسی شده است. به این صورت که کاهش عدد دارسی به یکنواخت تر شدن توزیع دما می انجامد. همچنین، با افزایش عدد دارسی، عدد ناسلت متوسط کاهش یافته و با افزایش عدد رینولدز نیز افزایش پیدا می کند.