بررسی اثر میدان مغناطیسی بر جابه‌جایی طبیعی جریان آرام و متلاطم نانوسیال در محفظه‌ ذوزنقه‌ای

جریان سیال تحت تاثیر میدان مغناطیسی در خنک‌کاری سامانه‌های الکترونیکی و ترانسفورماتورهای برق و پدیده‌های فیزیکی مثل زمین‌شناسی مطرح می‌باشد. در مطالعه حاضر اثر میدان مغناطیسی بر میدان جریان و انتقال حرارت جابه‌جایی طبیعی نانوسیال آب اکسیدمس با لحاظ اثر حرکت براونی نانوذرات در محفظه‌ ذوزنقه‌ای برای هر دو رژیم جریان آرام و متلاطم مطالعه شده است. مطالعه برای اعداد رایلی 103 تا 1010، اعداد هارتمن 0 تا 100 و کسر حجمی‌های 0تا 04/0 از نانوذرات انجام شده است. معادلات حاکم با روش حجم محدود و الگوریتم سیمپلر به‌صورت عددی با استفاده از یک برنامه کامپیوتری به زبان فرترن حل شده‌اند. نتایج نشان دادند که با اعمال میدان مغناطیسی و افزایش آن، سرعت جابه‌جایی نانوسیال و قدرت جریان در هر دو رژیم جریان آرام و متلاطم کاهش می‌یابد. از مقایسه خطوط جریان و هم‌دما در رژیم آرام با متلاطم مشخص می‌شود که با توجه به ثابت ماندن قدرت میدان مغناطیسی (عدد هارتمن ثابت) در هر دو رژیم جریان آرام و متلاطم، خطوط جریان و هم‌دما در رژیم متلاطم کمتر تحت تاثیر نیروی لورنتس قرار می‌گیرند. برای هر دو رژیم جریان آرام و متلاطم با زیاد شدن کسر حجمی نانوذرات و افزایش عدد رایلی عدد ناسلت متوسط زیاد می‌شود. همچنین در همه‌ اعداد رایلی و کسرهای حجمی‌ با افزایش عدد هارتمن، عدد ناسلت متوسط کاهش می‌یابد.

Investigation of Laminar and Turbulent of Natural Convection of Nanofluid in a Trapezoidal Enclosure under the Influence of Magnetic Field

The flow affected by a magnetic field is applied in cooling electronic devices and voltage transformers and in physical phenomenon such as geology. In this study, the effects of magnetic field on the flow field and heat transfer of Cuwater nanofluid natural convection and by considering the Brownian motion of nanoparticles have been studied in a trapezoidal enclosure. The study has been done for Rayleigh numbers 103 to 1010, Hartmann numbers 0 to 100 and the nanoparticles volume fraction of 0 to 0.04. The governing equations have been solved numerically by use of finite volume method and SIMPLER algorithm. The results showed that by applying the magnetic field and increasing it, the nanofluid convection and the strength of flow decrease and the flow tends toward natural convection and finally toward pure conduction. For all of the Reynolds numbers and volume fractions which are considered, by increasing the Hartmann number, the average Nusselt number decreases.