بررسی عددی اثرات فرکانس حرکت درپوش بر جریان و انتقال حرارت ترکیبی نانوسیال در یک محفظه ی دوبعدی با استفاده از روش شبکه بولتزمن

در این پایان نامه اثرات فرکانس حرکت درپوش یک محفظه ی دو بعدی پر شده از نانو سیال بر جریان و انتقال حرارت ترکیبی، به صورت عددی با استفاده از روش شبکه بندی بولتزمن مورد مطالعه گرفته است. حل مسئله بصورت غیر دا ئم می باشد و در آن از تقریب بوزینسک برای چگالی استفاده شده است. سیال پایه داخل محفظه آب و نانوذرات از جنس مس می باشند و نانوسیال داخل محفظه نیوتنی و غیر قابل تراکم فرض شده است. جهت محاسبه ی خواص فیزیکی نانوسیال از مدل تک فازی استفاده شده که در این مدل هر دو فاز مایع و نانوذرات دارای سرعت یکسان بوده و نسبت به یکدیگر دارای سرعت لغزشی نمی باشند. در ابتدا معادلات حاکم بر مسئله و همچنین روش حل شبکه بولتزمن و الگوریتم حل معرفی شده است. جهت نوشتن الگوریتم از نرم افزار matlab استفاده شده است. نتایج بدست آمده با کار سایر دانشمندان مقایسه شده و مشاهده گردید که کار حاضر انطباق بسیار خوبی با خطای نسبی تقریبا %3 با روش های عددی دیگر دارد. در ادامه نتایج، برای فرکانس های مختلف در اعداد ریچاردسون مختلف ارائه شده است که مشاهده شد با افزایش فرکا نس میزان انتقال حرارت در اعداد ریچاردسون پایین کاهش و همچنین با افزایش کسر حجمی عدد ناسلت میانگین درپوش متحرک افزایش پیدا می کند. در فصل پایانی به بررسی و حل بعد دار مسئله پرداخته شده و نشان داده شده است که انتقال حرارت کل بدست آمده از تغییرات عدد nu بر حسب کسر حجمی نانو ذرات در اعداد بی بعد ثابت، منحصرا ناشی از افزایش کسر حجمی نانوذرات نبوده بلکه ناشی از تغییرات اختلاف دما و سرعت دیواره ها نیز می باشد. لذا این روش بررسی، روش منا سبی برای سنجش مفید بودن نانوسیال از نقطه نظر انتقال حرارت ترکیبی در محفظه نمی باشد. با روشی نو درکار حاضر بررسی های موردی بعد دار انجام شده و اثرات کسر حجمی نانو ذرات به تنهایی بر میزان انتقال حرارت بررسی شده است. بطوریکه نشان داده شده اگرچه با ثابت نگه داشتن اعداد بی بعد، با افزایش کسر حجمی، افزایش تقریبا % 85 در انتقال حرارت خروجی کل از محفظه ایجاد می شود ولی در حالت بعدار این افزایش تقریبا برابر %5 می باشد.