روش شبکه بولتزمن همراه با مرز شناور در مسائل انتقال حرارت

هدف این پایان نامه، توسعه و بازنویسی یک کد کامپیوتری به زبان فرترن است که بتواند جریان سیال همراه با انتقال حرارت و جسم متحرک را با استفاده از روش شبکه بولتزمن تحلیل کند. جریان مورد بررسی، آرام دوبعدی و تراکم ناپذیر است. در تحلیل جریان برای شرطهای مرزی سرعتی روی دیوارها و مرز ورودی از شرط زو-هی و برای مرز خروجی از شرط جابجایی استفاده شده است.از نظر حرارتی نیز سطوح، دما ثابت و یا عایق هستند. از شبکه برای کلیه تحلیل های سیالاتی و حرارتی استفاده شده است. برای مدل سازی جسم متحرک از روش مرز شناور استفاده شده است. مسائلی که حل شده اند عبارتند از : 1) جریان حول استوانه ساکن بین دو صفحه موازی 2) نوسان افقی استوانه در سیال ساکن 3) جریان بین دو صفحه موازی حول استوانه نوسانی 4) جریان درون میکسر با استوانه نوسانی. در تمام موارد، نتایج با داده های تحلیلی و عددی موجود مقایسه شده است که در همه موارد دقت وتوانایی کد تهیه شده به اثبات رسیده شده است. برای استوانه نوسانی هرچه دامنه نوسان کمتر باشد، بازه تغییرات ضریب درگ نیز کوچک تر می شود. با ثابت نگه داشتن دامنه نوسان، هر چه استوانه سریع تر نوسان کند، بازه تغییرات ضریب درگ بزرگ تر خواهد بود. ضریب لیفت نیز همانند ضریب درگ تحلیل می شود. در مورد عدد ناسلت نیز با کاهش دامنه نوسان استوانه و افزایش دوره تناوب نوسان موجب کاهش دامنه تغییرات عدد ناسلت و به تبع آن نزدیک شدن مقادیر حداکثر به یکدیگر می شود. در میکسر نیز با توجه به اینکه با افزایش عدد رینولدز، میزان پخش و اختلاط در میکسر کاهش خواهد یافت، لذا با ثابت بودن عدد رینولدز میزان اختلاط ، با افزایش دامنه نوسان افزایش میابد. کاهش زمان تناوب نیز، موجب افزایش بازده اختلاط خواهد شد.