مطالعه عددی میدان جریان و دما به واسطه جت برخوردی نوسانی بر روی سطح به همراه فرورفتگی

جت برخوردی، جریان سیالی است که به منظور سرمایش و یا گرمایش بر روی یک سطح به صورت عمود و یا با زاویه خاص برخورد می‌کند. میزان فرآیندهای انتقال در جریان های برخوردی آشفته متاثر از شکل گیری ساختارهای منسجم، برهم کنش بین آن ها و انتقال انرژی است. با نوسانی کردن جریان ورودی در جت های برخوردی می توان شکل گیری ساختارهای منسجم را تحت تاثیر قرار داد و در نتیجه میزان برداشت حرارت را متاثر ساخت. در این مطالعه تاثیر نوسانی نمودن جت ورودی با استفاده از تابع های پله ای و سینوسی بر روی میدان جریان و دما یک صفحه برخوردی به همراه فرورفتگی توسط روش عددی بررسی شده است. متغیرهای کلیدی مساله شامل شکل تابع ورودی، فرکانس و دامنه جت نوسانی  می باشند. نتایج این مطالعه با استفاده از پژوهش های پیشین اعتبارسنجی شده است و سپس نتایج به صورت تاثیر پارامترهای کلیدی بر روی توالی شکل گیری ساختارهای منسجم و میزان برداشت حرارت مورد بحث و تحلیل قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهد که با نوسانی نمودن جریان ورودی می توان نواحی چرخشی و میدان ورتیسیتی را در جریان پایه تغییر داد و میزان برداشت حرارت به صورت میانگین گیری شده افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان می دهد که الگوهای جریان و میزان عدد ناسلت به پارامترهای تابع ورودی مانند فرکانس و دامنه بسیار وابسته می باشد.

numerical study of flow and temperature field due oscillating impinging jet on the dimpled surface

impingement jet is a fluid flow that hits a surface perpendicularly or at a specific angle for the purpose of cooling or heating. the rate of transfer processes in turbulent impingement flows is affected by the formation of coherent structures, the interaction between them and transfer of it’s energy.by oscillating the incoming flow in the impinging jets, the formation of coherent structures can be affected, and as a result, the amount of heat removal is affected. in this study, the effect of pulsed impinging jet using step and sinusoidal functions the flow and temperature field of a dimpled surface has been investigated by numerical method. the key parameters in this study include the shape of the input function, the frequency and the amplitude of the oscillating jet. the results of this study have been validated using previous researches and then the effect of key parameters on the  formation of coherent structures and the amount of heat extraction have been discussed and analyzed. the results show that bypulsating the inlet flow, it is possible to change the recirculation zones and the vorticity field in the flow and overally the heat increases on the dimpled surface. such results show that the flow patterns and nusselt number are highly dependent on the parameters of the input function such as frequency and amplitude.