شبیه سازی عددی انتقال گرمای همرفتی آزاد نانو سیال تحت میدان مغناطیسی در داخل محفظه موجدار

Abstract

در این مقاله، مدل عددی انتقال گرمای همرفتی آزاد همراه با اثر میدان مغناطیسی یکنواخت در حالت جریان لایه ای پایا، در یک محفظه موجدار که با استفاده از نانو سیال اکسید مس پر شده است، مورد بررسی قرار گرفته است. دیوارهای راست و چپ محفظه عایق در نظر گرفته شده اند، در حالی که دیوارهای بالایی و پایینی موجدار همدما می باشند. معادلات حاکم بر مسئله به صورت تابع جریان- فرمول گردابه مورد بررسی قرار گرفته و بی بعد سازی شده است. سپس معادلات با استفاده از روش تفاضل مرکزی مرتبه دوم گسسته سازی شده و آنگاه با روش شتاب دهنده همگرایی بر اساس شرایط مرزی مورد نظر حل شده است. مقایسه های متعددی با پژوهش های منتشر شده قبلی انجام شده و درصد اختلاف بین آنان ناچیز است. در مطالعه پارامتری اثر پارامترهای حاکم مانند عدد رایلی، عدد هارتمن و کسر حجمی نانوسیال بر جریان بررسی شده است و نتایج به صورت کانتورهای تابع جریان، همدما و عدد ناسلت ارائه گردیده است. نتایج نشان می دهد که حضور نانوسیال منجر به تقویت قابل توجه انتقال گرما برای تمامی مقادیر عدد رایلی می شود. افزایش عدد هارتمن نشان می دهد که سرعت جریان کم شده و انتقال حرارت کاهش می یابد و همچنین افزایش عدد رایلی نیز میزان آهنگ انتقال گرمای همرفتی آزاد را بیشتر می نماید.