بررسی عددی انتقال گرمای جریان سیال در کانال شامل استوانه با دو مولد گردابه انعطاف‌پذیر تحت شرایط جریان ورودی سینوسی

در این مطالعه، رفتار هیدرودینامیکی و انتقال گرمای جریان سیال جاری در یک کانال با دیواره‌های گرم در حضور پره‌های انعطاف‌پذیر (مولد گردابه) مورد بررسی قرار گرفته است. جریان سیال ورودی به کانال با پروفیل سینوسی تعریف شده است که منجر به نوسان پره‌های الاستیک و ایجاد گردابه‌هایی در جریان سیال می‌شود. معادلات حاکم بر جریان سیال و تغییر شکل پره‌های الاستیک با استفاده از روش المان محدود همراه با تکنیک لاگرانژی-اولری حل شده‌اند. تحلیل عددی شامل مطالعه رفتار پره‌های انعطاف‌پذیر و تاثیر آن‌ها بر روی نیروی پسا، عدد ناسلت و افت فشار در کانال است. نتایج نشان می‌دهد که افزایش مدول الاستیسیته پره‌ها باعث افزایش نیروی پسا، عدد ناسلت و کاهش جابجایی نوک انتهایی پره‌ها می‌شود. همچنین با افزایش طول پره‌های الاستیک، انتقال گرما بر روی دیواره‌های گرم بهبود یافته و افت فشار در داخل کانال افزایش می‌یابد. به عنوان مثال، حضور پره‌های انعطاف پذیر به طول mm 3 منجر به افزایش عددناسلت به میزان 82% و بهبود شاخص نسبت عملکرد گرمایی به میزان 10% نسبت به حالت پایه (در غیاب پره‌های انعطاف پذیر) گردیده است.

numerical investigation of heat transfer of fluid flow in a channel containing a cylinderwith two flexible vortex generators under sinusoidal inlet flow conditions

in this study, the hydrodynamic behavior and heat transfer of fluid flow inside a channel with heated walls in the presence of flexiblefins (vortex generators) have been investigated. the inlet fluid flow into the channel is defined with a sinusoidal profile, whichcauses the elastic fins to oscillate and generate vortices in the fluid flow. the governing equations of fluid flow and the deformationof the elastic fins have been solved using the finite element method combined with the arbitrary lagrangian-eulerian (ale)technique. the numerical analysis includes the study of the fins' behavior and their impact on drag force, nusselt number, andpressure drop within the channel. the results show that increasing the fins' modulus of elasticity leads to an increase in drag force,nusselt number, and a decrease in the tip displacement of the fins. furthermore, the results indicate that by increasing the length ofthe elastic fins, heat transfer on the heated walls is enhanced, and the pressure drop inside the channel is increased. for example, thepresence of flexible fins with a length of 3 mm resulted in an 82% increase in the nusselt number and a 10% improvement in thethermal performance ratio compared to the baseline case (without flexible fins).