بررسی عددی جریان همرفت طبیعی درون محفظه های بسته موجدار

Abstract

همرفت طبیعی درون محفظه بسته مربعی با گرمایش متفاوت به صورت عددی بررسی شده است. دو ضلع مجاور محفظه­ سینوسی هستند. دیواره­ سمت چپ و راست به ترتیب گرم و سرد و دیواره­های بالایی و پایینی مسطح و عایق می­باشند. سیال درون محفظه هوا در نظر گرفته شده است و در حالت اولیه به صورت ساکن می­باشد. معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی به همراه شرایط مرزی با روش حجم کنترل حل شده است. برای گسسته­سازی عبارت­های جابجایی فشار طرح فراباد مرتبه دوم، انرژی و مومنتوم طرح QUICK و برای پیوند سرعت و فشار الگوریتم SIMPLE به کار رفته است. حل عددی مسأله حاضر در حالت پایا و برای تغییرات عدد رایلی از 10⁵ تا 10⁶× 5 و دامنه موج برابر 1_/0، 3_/0 و 5_/0و فرکانس موج برابر 1، 3 و 5 صورت می­گیرد. با تغییر هر یک ازاین پارامتر­ها، پارامترهای دیگر ثابت نگه داشته می­شوند. خواص فیزیکی ثابت برای سیال درون محفظه در نظر گرفته شده است. اعتبارسنجی نتایج انجام شده و توافق خوبی بین جواب­های به ­دست آمده و داده­های موجود در منابع موجود وجود دارد. نتایج به صورت چگونگی تغییرات عدد ناسلت متوسط در دیواره گرم، خطوط جریان وخطوط هم­دما در محفظه مربعی با دیواره­های صاف و موجدار با موج سینوسی گزارش شده است. نتایج نشان می­دهد بهترین حالت نسبت Nu/Nu₀ تقریباً برابر 5_/2 می­باشد، یعنی در حالت محفظه موجدار میزان انتقال حرارت 5_/2 برابر حالت مربع ساده خواهد بود که در شرایط 5_/0CA =، 5CF= و عدد رایلی برابر با 10⁵ می­باشد.