بررسی عددی تاثیر جدار الاستیک بر انتقال گرما در برهم کنش شاره-جامد در جریان داخلی

در این پژوهش تاثیر برهم کنش شاره-جامد برای جریان همرفت اجباری حول استوانه دایروی محصور در کانال دوبعدی با جریان تراکم ناپذیر بررسی‌شده است. تمامی سطوح کانال عایق می‌باشد و استوانه در دمای ثابت با جریان عبوری سرد تبادل گرما دارد. سطح پایینی این کانال صلب می‌باشد اما قسمتی از سطح بالایی الاستیک می‌باشد. با عبور جریان از اطراف استوانه گرم و نوسان جدار الاستیک، آهنگ انتقال گرما در هر لحظه تغییر می‌کند که این تغییرات تابع شرایط ارتعاش نوسانگر الاستیک می‌باشد. مکان سطح الاستیک، دامنه و فرکانس ارتعاشی از مهم‌ترین عوامل تاثیرگذار بر جریان عبوری از کانال می‌باشند. ازاین‌جهت در این پژوهش ابتدا مکان سطح الاستیک بررسی‌شده و سپس دامنه و فرکانس نوسانگر در چندین حالت بررسی‌شده است. بررسی‌های صورت گرفته در پنج رینولدز مختلف نشان می‌دهد که جایگزینی جدار الاستیک در بالادست استوانه تاثیر بسیار بیشتری در افزایش انتقال گرما، نسبت به جایگزینی در پایین‌دست استوانه دارد و موجب افزایش 3 برابری عدد نوسلت نسبت به کانال صلب می شود. همچنین نتایج بیانگر این است که با افزایش دامنه و فرکانس ارتعاشی عدد نوسلت میانگین به ترتیب 5/3 و 4 برابر می شود و متوسط دمای سیال خروجی از کانال در هر رینولدز با افزایش دامنه و فرکانس افزایش می‌یابد.