کاربرد روش شبکه بولتزمن با زمان آسودگی چندگانه در انتقال حرارت

روش شبکه بولتزمن به عنوان یک روش عددی در حوزه مکانیک سیالات و انتقال حرارت امروزه توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. استفاده از روش شبکه بولتزمن با زمان آسودگی چندگانه (mrt) نیز که برخی از نقص های روش شبکه بولتزمن با زمان آسودگی منفرد (srt) را رفع کرده و باعث بهبود آن شده نیز بر امتیازات این روش عددی می افزاید. به کارگیری روش شبکه بولتزمن با زمان آسودگی چندگانه در جریان های همراه با انتقال حرارت، با هدف بهبود حل های ارائه شده به روش شبکه بولتزمن در اینگونه مسائل، از جمله مواردی است که باید مورد توجه قرار بگیرد. در کار حاضر نیز با به کارگیری روش mrt برای حل معادله مومنتوم، و حل معادله انرژِی به روش srt، به حل مسائلی شامل جریان جابه جایی اجباری بین دو صفحه موازی و جریان جابه جایی طبیعی در یک حفره مربعی پرداخته شده است. نتایج حاصل از کد کامپیوتری به کار رفته برای حل جریان جابه جایی اجباری بین دو صفحه موازی با حل معادله مومنتوم به روش شبکه بولتزمن با زمان آسودگی چندگانه و حل معادله انرژی به روش شبکه بولتزمن با زمان آسودگی منفرد (mrt-srt)، تطابق خوبی با نتایج دقیق حاصل از حل تحلیلی داشت. بدینوسیله اعتباریابی کد کامپیوتری به کار رفته صورت گرفت. در ادامه با به کارگیری روش mrt-srt برای جریان بین دو صفحه موازی، مشاهده شد که برای داشتن حلی پایدار می توان عدد رینولدز را تا دو برابر نسبت به حالتی که روش srt-srt به کار گرفته شود، افزایش داد. همین بررسی برای جریان جابه جایی طبیعی در حفره انجام شد و امکان افزایش عدد رایلی تا ده برابر برای حالتی که از روش mrt-srt به جای srt-srt استفاده شود، وجود داشت. در همین مسئله وقتی از روش اختلاف محدود صریح (fd) برای حل معادله انرژی استفاده شد، امکان افزایش عدد رایلی تا پنج برابر نسبت به حالتی که از روش mrt-srt استفاده شود، وجود داشت. همچنین استفاده از روش mrt-fd حدود 42 درصد کاهش را در زمان اجرای کامپیوتر در پی داشت.