کاربرد روش شبکه بولتزمن در تحلیل جریان سیال و انتقال گرما در مقیاس های کوچک

روش شبکه بولتزمن (lbm) یک روش محاسباتی است که توانایی مدل سازی جریان سیال و انتقال حرارت را دارد. تحلیل میدان جریان با مرزهای پیچیده، دستورات ساده برنامه نویسی و شرایط آسان برای پردازش موازی از مزیت های این روش است. هدف این پایان نامه، توسعه و بازنویسی یک کد کامپیوتری به زبان فرترن است که بتواند جریان سیال همراه با انتقال حرارت را در ابعاد بزرگ وریز مقیاس تحلیل کند. (کد موجود قبلی فقط جریان سیال بدون انتقال حرارت را تحلیل می کرد) .جریان آرام دوبعدی و تراکم ناپذیر و سیال نیوتونی و تک فاز است. در تحلیل جریان در ابعاد ریز مقیاس (جریان لغزشی) از شرط مستقیم و طیفی برای سرعت و شرط مستقیم و dsbc برای دما استفاده شده است. از شرط زو-هی سرعت ثابت و شرط دمای معکوس لغزشی برای شرط عدم لغزش روی دیواره ها و برای مرزهای ورودی و خروجی از شرط زو-هی سرعت ثابت و فشار ثابت استفاده شده است. از شبکه d2q9 در همه تحلیل های سیالاتی و حرارتی استفاده شده است. بعد از تدوین کد مورد نظر مسائل زیر تحلیل شده اند: 1)هدایت گرما در جسم جامد با مرزهای پیچیده 2)جریان پتانسیل روی اجسام با شکل پیچیده 3)جریان و انتقال حرارت بین دو صفحه موازی در ابعاد بزرگ و ریز 4)جریان جا به جایی طبیعی در یک محفظه با و بدون جسم داخلی با مرز پیچیده در ابعاد بزرگ و ریز در تمام موارد، نتایج با داده های تحلیلی و عددی موجود مقایسه شده است که در همه موارد دقت وتوانایی کد تهیه شده به اثبات رسیده شده است.