بررسی عددی انتقال حرارت تشعشع بر فرآیند انجماد به روش شبکه ای بولتزمن

در پژوهش حاضر بررسی انتقال حرارت تشعشع در مسائل همراه با تغییر فاز در هندسه دوبعدی به روش شبکه ای بولتزمن انجام پذیرفته است. بررسی مسائل تغییر فاز و انتقال حرارت هدایتی به روش شبکه ای بولتزمن انجام شده است ولی با افزایش انتقال حرارت تشعشع به مسائل، تمامی آن ها از روش های حل عددی متداول و ترکیب آن با روش شبکه ای بولتزمن با استفاده نموده اند. بنابر این در هیچ یک از این مطالعات، محاسبات تشعشع که پرهزینه ترین و حجیم ترین عامل است با استفاده از روش شبکه ای بولتزمن انجام نشده است. همچنین در تمامی روش های قبلی، شبکه های حل انتقال حرارت تشعشع، با شبکه های روش شبکه ای بولتزمن متفاوت می باشند. بدیهی است که استفاده از دو شبکه بندی در این گونه مسائل، باعث بالا رفتن حجم محاسبات می گردد. با توجه به استفاده موفق از روش شبکه ای بولتزمن در بسیاری از مسائل انتقال حرارت و سیالات، هدف این مطالعه حل معادله انرژی به روش شبکه ای بولتزمن در مسائل انتقال حرارت ترکیبی تشعشع و هدایتی می باشد. بدین منظور باید روش شبکه ای بولتزمن برای انتقال حرارت تشعشع گسترش یابد و الگوریتم های ترکیبی با انتقال حرارت هدایت و انجماد بیان گردد. روش پیشنهادی به منظور ارزیابی صحت حل برای مسائل یک و دوبعدی با شرایط مرزی مختلف با حل های دیگر مقایسه شده است و توزیع دما و نحوه پیشروی مرز مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین اثر پارامترهای مختلف انتقال حرارت بر مسئله بررسی شده است. نتایج بیانگر دقت مناسب و حل سریع روش پیشنهادی می باشند. کلمات کلیدی: تشعشع، هدایت، انجماد، روش شبکه ای بولتزمن