شبیه سازی عددی انتقال حرارت جابجایی آزاد از مدارهای چاپی الکترونیکی توسط روش شبکه بولتزمن

هدف از انجام این پایان نامه توسعه یک کد محاسباتی، به منظور شبیه سازی جریان جابجایی آزاد و انتقال حرارت از مدارهای چاپی الکترونیکی به روش شبکه بولتزمن، می باشد. هندسه مسئله به صورت دو بعدی ساده شده، به طوری که جریان در کانال عمودی با دو تیغه مستطیلی که به طور متقارن روی هر دو دیوار قرار دارد، مورد بررسی قرار گرفته اند. معادلات بولتزمن دو بعدی با دو مدل (زمان آرامش منفرد و زمان آرامش چندگانه) برای میدان سرعت و دما مورد استفاده قرار گرفته و نتایج آنها با هم مقایسه شده اند. لازم بذکر است که میدان دما با حل یک تابع توزیع جداگانه مدلسازی شده است. ابتدا، موانع به صورت دما ثابت شبیه سازی و اعتبار سنجی شده و سپس انتقال حرارت ترکیبی، در قسمت سیال به صورت جابجایی آزاد و در جامد به صورت انتقال حرارت هدایتی، مورد بررسی قرار گرفته است. اثرات نیروی بویانسی نیز با استفاده از فرض بوزینسک و اعمال نیروی حجمی وارد محاسبات شده است. جریان سیال آرام و سیال مورد بررسی هوا می باشد. در این تحقیق، تاثیر موقعیت موانع و ابعاد آنها ( طول و عرض) برای اعداد رایلی بین 5000 تا صد هزار روی میدان دما و سرعت مورد مطالعه قرار گرفته است. بطوریکه، شبیه سازی ها برای سه موقعیت ابتدا، وسط و انتهای کانال تکرار شده اند. جهت صحت سنجی نتایج نیز عدد ناسلت متوسط و محلی (روی دیواره) با نتایج موجود در مراجع مقایسه شده اند. نتایج، نشان می دهند که با افزایش عدد رایلی، میزان انتقال حرارت از دیواره ها افزایش می یابد و همچنین نرخ انتقال حرارت برای حالت انتقال حرارت ترکیبی نسبت به حالتی که تیغه ها دما ثابت باشند، کاهش می یابد.