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

Abstract

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 0.71 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 ارائه 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 تکرار نیوتن-رافسون حل گردیده است. تغییرات عدد رایلی در گستره 3^10 تا 6^10 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 4.5 و 15.4- 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.