مطالعه‌ی عددی اثرات اعداد برینکمن بر انتقال حرارت جریان سیال ویسکوالاستیک در کانال با انبساط ناگهانی

در این مقاله، جریان اینرسی و غیر همدمای سیال ویسکوالاستیک در کانال صفحه‌ای متقارن با انبساط ناگهانی 3:1 برای محدوده اعداد برینکمن 0/01≥br≥20 بررسی شده است. برای مدل سازی رفتار سیال ویسکوالاستیک، از مدل رئولوژیکی و غیرخطی فن تینتنر استفاده شده است. از روش حجم محدود برای گسسته سازی معادلات حاکم و از الگوریتم پیزو برای حل همزمان این معادلات استفاده شده است. جریان سیال غیر قابل تراکم و دارای خواص متغیر بوده و جملۀ اتلافات ناشی از لزجت در معادلۀ انرژی در نظر گرفته شده است. در این مقاله، تاثیر اتلافات ناشی از لزجت توسط عدد برینکمن برای انتقال حرارت جریان سیال ویسکوالاستیک عبوری از کانال بررسی شده است. بدین منظور، خطوط جریان، خطوط همدما، منحنی سرعت، توزیع دما و اعداد ناسلت محلی در مقاطع عرضی مختلف، روی خط مرکزی و در مجاورت دیواره‌های بخش انبساط یافته کانال ترسیم و بررسی شده است. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که برای ناحیه در حال توسعه هیدرودینامیکی و حرارتی، بیشترین اعداد ناسلت محلی مربوط به دیواره‌های پایینی و بالایی بخش انبساط یافته کانال به ترتیب در انتهای گردابه اول و گردابه دوم واقع می‌شوند.

Numerical Study of Brinkman Number Effects on Heated Viscoelastic Fluid Flow in Channel with Sudden Expansion

In this paper, the inertial and nonisothermal flow of viscoelastic fluid inside thesymmetric planar sudden expansion channel with an expansion ratio of 1:3 has been numericallyinvestigated in the range of Brinkman numbers (0.01≤Br≤20). The rheological and nonlinear model ofPhan ThienTanner (PTT) is used for modeling viscoelastic fluid behavior. The finite volume method(FVM) is employed to discretize the governing equations and the PISO algorithm is used to solve theseequations simultaneously. Due to the significant effect of temperature changes on the viscoelastic fluidproperties, these properties are considered as temperaturedependent and the viscous dissipations termis considered in the energy equation. The main purpose of this study is to investigate the effects ofBrinkman numbers on the heat generation by viscous dissipations term used in the energy equation.Therefore, the streamlines, the length of vortices, the isothermal lines, the distributions of velocity andtemperature and local Nusselt numbers have been examined in the channel expanded part. The resultsshow that for the hydrodynamic and thermally developing zone, the maximum value of the local Nusseltnumbers on the walls of the channel expanded part is located at the end of the first and second vortices.