مدلسازی جابه جایی آزاد نانوسیال اکسید آلومینیم- آب درون محفظه مربعی منحنی با استفاده از روش شبکه ای بولتزمن

در پژوهش حاضر جابجایی آزاد نانوسیال آب و اکسید آلومینیم در یک محفظه مربعی با مرزهای منحنی در قسمت بالا و پایین محفظه، به روش شبکه‌ای بولتزمن مورد مطالعه قرار گرفته است. برای حل معادلات سرعت و دما از روش نه سرعته (d2q9) استفاده شده است. همچنین برای بررسی تاثیر اندازه نانوذرات بر عدد ناسلت متوسط جریان، از روش دو جزیی استفاده شده است و برای هر جز (آب و نانوذرات) معادلات جداگانه‌ای حل شده است. دو نیروی بویانسی و پسا برای کوپل کردن معادلات دو جزء در نظر گرفته شده است. در این پژوهش، عدد رایلی از 103 تا 106 متغیر است در حالی که اندازه نانوذرات سه مقدار مختلف 20، 50 و 100 نانومتر را می پذیرد. کسر حجمی نانوذرات بین 0 تا 5 درصد متغیر می باشد. نتایج نشان می دهد که نقش نانوذرات در افزایش عدد ناسلت متوسط جریان به صورت افزایش عدد رایلی موثر جریان در کانتورهای دما و جریان قابل مشاهده می‌باشد. همچنین با استفاده از روش دو جزیی، امکان تحلیل عددی تاثیر اندازه نانوذرات بر روی عدد ناسلت متوسط جریان حاصل می‌گردد. نتایج حاکی از آن است که اندازه نانوذرات تاثیر معکوسی بر روی عدد ناسلت جریان دارد. در انتها، براساس نتایج به دست آمده از مدلسازی، رابطه ای برای پیش بینی عدد ناسلت متوسط نانوسیال وابسته به عدد رایلی، کسر حجمی نانوذرات و اندازه نانوذرات ارائه شده است.