نام پژوهشگر: حمید رضا مزینی سیوکی
حمید رضا مزینی سیوکی اصغر برادران رحیمی
به تازگی، مطالعه ی جریان و انتقال حرارت سیال نیوتنی درون فضای حلقوی شکل بین دو سیلندر توسط محققان فراوانی مورد بررسی قرار گرفته است که دلیل آن را می توان در کاربردهای وسیع آن در مسائلی از قبیل مبدل های حرارتی ، سیستم های خنک کننده وسایل الکتریکی، جمع کننده های خورشیدی، خنک سازی روتور توربین و نیز خنک سازی بیرینگ های گازی سرعت بالا دانست. در این رساله، جریان و انتقال حرارت جابه جایی توام اجباری و آزاد سیال نیوتنی در فضای حلقوی شکل بین دو سیلندر هم مرکز در حالت افقی و با طول بی نهایت که در دو دمای متفاوت نگهداشته شده اند، در حضور میدان مغناطیسی یکنواخت و با در نظر گرفتن اتلافات لزجتی سیال بررسی شده است. در این پژوهش، الگوریتم ماتریس سه قطری (tdma) به کار گرفته شده است تا بتوان به کمک آن، معادلات حاکم را با استفاده از شیوه ی حجم کنترل و با کمک الگوریتم simple به صورت عددی حل نمود. جریان اجباری به واسطه ی چرخش سیلندر سرد خارجی با سرعت زاویه ای ثابت حول محور مرکزی دو سیلندر پدید می آید. علاوه بر آن، در محاسبه ی نیروهای شناوری که به واسطه ی اختلاف دمای موجود میان دو سیلندر به وجود می آیند، از تقریب بوزینسک بهره گرفته شده است. نتایج به دست آمده برای محدوده ی وسیعی از گروه اعداد بدون بعد رینولدز (re)، رایلی(ra) ، پرانتل (pr)، هارتمن (ha)، اکرت (eck) و نیز پارامتر هندسی ?o (نسبت قطر سیلندر داخلی به پهنای شکاف) ارائه شده اند که از جمله ی آن می توان به اثرات اعداد رایلی، رینولدز و پرانتل بر روی ساختار خطوط جریان و دما ثابت و نیز توزیع عدد ناسلت بر روی هر دو سیلندر داخلی و خارجی، در هر دو حالت پایا و ناپایا اشاره کرد. از مهمترین اهداف این پژوهش، بررسی آثار میدان مغناطیسی ثابت و نیز اتلافات لزجتی سیال بر روی رژیم های جریان و انتقال حرارت سیال می باشد. نشان خواهیم داد که چگونه اعمال میدان مغناطیسی می تواند موجب حذف نیروهای شناوری شده و باعث منظم سازی خطوط جریان و دما ثابت گردد. میزان اهمیت ترم های مربوط به اتلافات لزجتی سیال برروی انتقال حرارت تحت شرایط گوناگون از سایر نتایج ارائه شده در این گزارش خواهد بود.