بررسی اثرات برهم‌کنش بین سیال و جامد بر جابجایی طبیعی گذرا داخل محفظه‌ مربعی با پره ارتجاعی

در پژوهش حاضر با در نظر گرفتن اثرات برهم‌کنش دو طرفه بین سیال و جامد، انتقال حرارت جابجایی طبیعی گذرا در یک محفظه‌ مربعی با پره ارتجاعی به روش عددی بررسی شده است. محفظه از هوا با عدد پرانتل 71/0 پر شده است. دیواره‌های عمودی در شرایط دما ثابت سرد و گرم، و دیواره‌های افقی و پره عایق هستند. به منظور توصیف حرکت سیال در مدل ارایه شده از دیدگاه اویلری- لاگرانژی قراردادی استفاده شده است. معادلات بی بعد میدان سیال به همراه شرایط مرزی مربوطه، با استفاده از روش حجم محدود گسسته سازی شده و به منظور حل همزمان معادلات از الگوریتم پیزو استفاده گردیده است. معادلات بی بعد حرکت پره نیز با استفاده از روش المان محدود و تکنیک تکرارنیوتن- رافسون حل گردیده است. تغییرات عدد رایلی در گستره 103 تا 106 است. نتایج حاکی از آن است که در بین حالات مورد بررسی، به ترتیب حدود 25 و 35 درصد از آن ها، افزایش و کاهش انتقال حرارت در مقایسه با محفظه دارای پره صلب از خود نشان داده اند. بیشترین و کمترین میزان تغییرات عدد ناسلت متوسط حالت پایا به ترتیب برابر با 5/4 و 4/15- درصد است. در مقایسه با پره صلب، زمان رسیدن به حالت پایا در حدود 90 درصد از حالات مورد بررسی افزایش یافته که این افزایش، امر مطلوبی تلقی نمی گردد.