شبیه‌سازی عددی و بهینه‌سازی ضریب انتقال‌حرارت و تولید انتروپی در جابجایی‌آزاد میان دو استوانه غیرهم‌مرکز

پژوهش حال حاضر به مطالعه‌ی عددی جریان جابجایی آزاد مابین دو استوانه‌ی دما ثابت دارای خروج از مرکز نسبی می‌پردازد. استوانه‌ی دما ثابت داخلی دمای بالاتری نسبت به استوانه‌ی خارجی دارد. اثر خروج از مرکز نسبی و نحوه‌ی قرارگیری دو استوانه نسبت به یکدیگر بر ضریب انتقال حرارت متوسط از روی سطح استوانه‌ی داخلی و همینطور تولید انتروپی درون دامنه‌ی حل مسئله بررسی و بهینه‌سازی می‌شود. نتایج نشان می‌دهند که زمانی که دیواره‌ی دو استوانه به یکدیگر خیلی نزدیک شوند، به علت تشدید گرادیان‌های دمایی مقدار ضریب انتقال حرارت به شدت افزایش می‌یابد. همچنین مشاهده می‌شود که در محدوده‌ی 0<ε⁄l≤0.9، خروج از مرکز استوانه داخلی باعث افزایش ضریب انتقال حرارت متوسط تا حداکثر 25٪ نسبت به حالت استوانه‌های هم‌مرکز می‌شود. یک بهینه‌سازی دوهدفه نیز به منظور دستیابی به دسته پاسخ‌های بهینه‌ی بیشینه ضریب انتقال حرارت و کمینه تولید انتروپی متوسط صورت گرفته و مورد بحث قرار می‌گیرد و معادله‌ی تعیین‌کننده‌ی پاسخ‌های بهینه‌ی پارتو به ازای قیود مطرح شده در مسئله‌ی بهینه‌سازی ارائه می‌شوند. با استفاده از روش تصمیم‌گیری نهایی لینمپ، تک نقطه‌ای به مختصات ε/l=0.74 و ϕ=-39° به عنوان نقطه‌ی انتخابی با بیشینه ضریب انتقال حرارت و کمینه تولید انتروپی پیشنهاد می‌گردد.