مقایسۀ مدل‎های تک فازی، مخلوط دوفازی و اولری- اولری در شبیه‎سازی برخورد جت نانوسیالات

این مقاله به بررسی تبادل حرارت در برخورد جت نانوسیالات می‎پردازد. هدف، مقایسۀ مدل‎های تکفازی و دوفازی در تحلیل جریان نانوسیالات و هم‎چنین مطالعۀ رفتار سیال پایه و نانوذرات به طور مجزا در مدل دوفازی اولریاولری می‎باشد. برای این منظور، برخورد جت نانوسیال آب/al2o3 در حالت‎های مختلف با مدل‎های تکفازی، مخلوط دوفازی و دوفازی اولریاولری شبیه‎سازی شده و نتایج به‎دستآمده مورد تجزیه و تحلیل قرار می‎گیرد. برای حل معادلات حاکم در هر سه مدل از روش حجممحدود استفاده می‎شود. صحت شبیه‎سازی‎های انجام شده با مقایسۀ نتایج به‎دستآمده با نتایج موجود به اثبات می‎رسد. نتایج نشان می‎دهند که در کلیۀ رویکردها، افزایش عدد رینولدز و بالارفتن کسر حجمی نانوذرات، بهبود تبادل حرارت را در پی دارد. در محاسبات انجام شده، مدلهای دوفازی انتقال حرارت بیشتری را نسبت به مدل تکفازی پیش‎بینی می‎کنند. مقایسۀ دقیق رویکردهای دوفازی نیز بیانگر انتقال حرارت بیشتر مدل اولریاولری نسبت به مدل مخلوط می‎باشد. با این وجود، مشخص می‎شود که با افزایش عدد رینولدز و کاهش کسر حجمی نانوذرات، نتایج این دو روش به هم نزدیک‎تر می‏شوند. درنهایت، مدل اولریاولری نشان می‎دهد که توزیع دما در سیال پایه و نانوذرات یکسان است اما توزیع سرعت‎ها با یکدیگر متفاوت می‎باشند.