شبیه سازی جریان انتقال حرارت جابجایی لایه ای در حفره مستطیلی در حضور مانع و مطالعه پارامترهای موثر بر آن به کمک روش لتیس بولتزمن

هدف این رساله, شبیه سازی جریان انتقال حرارت جابجایی دوبعدی، تراکم ناپذیر و لایه ای در حفره مستطیلی در حضور مانع رسانا به کمک روش نسبتاً نوپای لتیس بولتزمن است. مطالعه این پدیده با تغییر پارامترهای هندسی و غیرهندسی حاکم صورت می گیرد. اساساً مطالعه حفره یکی از قدیمی¬ترین و در عین حال مطمئن¬ترین روشها جهت اعتبارسنجی شبیه سازی ها می باشد. با استفاده از این هندسه می توان جریان و معادله انرژی را بررسی نمود؛ جوابهای قابل اعتماد برای حالتهای ساده این هندسه جهت اعتبارسنجی¬ها موجود است. بدین منظور ابتدا اقدام به حل هیدرودینامیکی جریان سیال نمودیم؛ سپس شبیه-سازی جریان انتقال حرارت جابجایی را ارائه می¬نماییم. تطابق سرعتها، مرکز گردابه و دماها با حلهای مرجع نشان از دقت مناسب شبیه¬سازی است. در ادامه اثرات تأثیرگذار هندسی از جمله تغییرات نسبت طول مانع به طول حفره و ارتفاع مانع به ارتفاع حفره، جایگیری های مختلف مانع و دوران حفره بررسی می شود. سپس به مطالعه پارامترهای غیرهندسی از جمله عدد رایلی و جنس مانع و جنس سیال کارگر می پردازیم. این مطالعات به صورت کمی و کیفی از طریق بررسی تغییرات عدد ناسلت و تغییرات الگوهای دمایی و الگوهای جریانی مورد بررسی قرار می گیرد.