مقایسه انتقال حرارت در یک محفظه بسته دارای لایه متخلخل عمودی و افقی به روش شبکه بولتزمن

در این مقاله جریان سیال و انتقال حرارت جابجایی آزاد در یک محفظه دارای لایه متخلخل میانی با استفاده از روش شبکه بولتزمن، بررسی می شود. روش شبکه بولتزمن به کار رفته براساس معادلات تعمیم یافته ناویر-استوکس با در نظر گرفتن تمام نیروهای وارد بر سیال و نیز نیروی درگ حاصل از ماتریس جامد می‌باشد. نتایج این تحقیق، شامل بررسی اثرات پارامترهای بی بعد حاکم بر مساله از جمله عدد رایلی، عدد دارسی، ضریب تخلخل ماده متخلخل و نیز بررسی اثر موقعیت لایه متخلخل میانی در دو حالت عمودی و افقی بر جریان سیال و میزان انتقال حرارت در محفظه می‌باشد. اثرات تغییر عدد بی‌بعد دارسی و رایلی نیز به طور کامل مورد مطالعه قرار گرفته و عدد بدون‌ بعد رایلی اصلاح شده در حالت وجود لایه متخلخل محلی معرفی می‌شود. با تغییر این عدد بی‌بعد، رژیم غالب انتقال حرارت در لایه متخلخل می تواند به صورت مکانیزم هدایتی تا جابجایی تغییر کند. همچنین با توجه به تغییرات عدد ناسلت متوسط مشاهده شد که میزان انتقال حرارت در محفظه در حالتی که لایه متخلخل میانی بصورت عمودی در محفظه قرار می گیرد، بالاتر است.