مطالعه عددی یخچال ترموآکوستیکی

یخچال ترموآکوستیکی وسیله ای است که از توان صوتی برای انتقال حرارت از محیطی با دمای کمتر به محیطی با دمای بیشتر استفاده می کند. در دستگاه های ترموآکوستیکی قطعه متحرک وجود ندارد در نتیجه هزینه های تعمیر و نگهداری در مقایسه با وسایل کنونی اندک می باشد. سیستم های ترموآکوستیکی به خاطر ویژگی های منحصر به فرد دارای کاربردهای فراوانی هستند. زمانی که دستگاه ترموآکوستیکی در دامنه های فشار و فرکانس بالا کار می کند آنگاه نتایج آزمایشگاهی با روابط تحلیلی تفاوت زیادی دارند. اینچنین پدیده پیچیده ای نیاز به یک ابزار شبیه سازی قدرتمند دارد که در این پروژه برای اولین بار از نرم افزار متن باز دینامیک سیالات محاسباتی openfoam استفاده شده است. با توجه به جدید بودن و پیچیدگی مباحث ترموآکوستیک، در مقالات و منابع از طریقه شبیه سازی عددی آنها به طور واضح صحبت نمی شود اهمیت اساسی این پروژه دستیابی به شبیه سازی یخچال ترموآکوستیکی دو بعدی و سه بعدی با در نظر گرفتن اثرات غیر خطی و تحلیل آنها می باشد. نتایج حاصل از این پایان نامه به این شرح است: در دامنه های فشار زیاد، شکل موج دچار تغییر می شود که این نکته باید در موقعیت قرارگیری مبدل سرد در نظر گرفته شود. توان ورودی اندک باعث می شود که عملکرد دستگاه مناسب نباشد و نتایج نامعقولی حاصل شود. در شبیه سازی سه بعدی نتیجه گرفته شده که فرض فرایند مشابه صفحات و تغییرات ناچیز در جهت عرض صفحه در حالت دو بعدی دارای خطای زیادی است. همچنین نتایج نشان می دهند که در حالت سه بعدی تغییرات در جهت z و y دارای تقارن است و می توان برای کاهش هزینه محاسبات، یک چهارم حوزه محاسباتی را در نظر گرفت.