بررسی عددی خنک‌کاری بهینه مانع مربعی

در این مقاله انتقال حرارتجابجایی آزاد در یک محفظه بسته با وجود یک مانع مربعی گرم دما ثابت مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج ارایه شده، توسعه مقاله‌‌ی منتشر شده‌ی قبل ([1]: نظری م، رمضانی س، انتقال حرارت جابجایی آزاد در یک حفره مربعی با وجود مانع گرم به روش شبکه‌بولتزمن، مجله علمی پژوهشی مهندسی مکانیک مدرس، دوره11، ص133-119) بوده و اثرات هندسی مانع و محل قرارگیری آن بر روی انتقال حرارت به دقت لحاظ شده است. سیال مورد بررسی هوا و جریان سیال دو بعدی، پایا و تراکم ناپذیر است. برای شبیه‌سازی عددی از روش شبکه بولتزمن استفاده شده و نتایج حاصل، با نتایج روش حجم محدود نیز مقایسه‌ شده است. علاوه براین، برای نخستین بار یک تحلیل مقیاسی بین دو روش انجام شده است. در روش شبکه بولتزمن، معادلات مومنتوم با استفاده از اعمال نیروی حجمی در معادله بولتزمن قابل استخراج است. تاثیر تغییر نسبت طول مانع به طول محفظه و همچنین تاثیر تغییر عدد رایلی بر الگوی جریان سیال و انتقال حرارت در محفظه بررسی شده است. با افزایش عدد رایلی از 3 10 تا 5 10 انتقال حرارت افزایش می‌یابد و افزایش نسبت طول قطعه به طول حفره از 1/0 تا 4/0 نیز باعث افزایش انتقال حرارت می‌شود. تغییرات عدد ناسلت با تغییر مکان مانع و برای اعداد رایلی مختلف، نمایش داده شده و مکانی از مانع که در آن بیشترین نرخ انتقال حرارت رخ می‌دهد، مورد بررسی قرار گرفته است