استفاده از روش هموتوپی پرتوربیشن برای تحلیل انتقال حرارت همرفت اجباری سیال محیط متخلخل در درون محفظه استوانه¬ای

Abstract

در این مقاله، به تحلیل جریان همرفت اجباری و لایه‌ای کاملاً توسعه یافته در داخل یک لوله مدور حاوی مواد اشباع شده و متخلخل با شار حرارتی یکنواخت در دیواره‌ها، با استفاده از روش هموتوپی پرتوربشن پرداخته شده است. همچنین در این مقاله، در ناحیه متخلخل برای معادله مومنتوم از مدل بریکمن استفاده شده است که مناسب برای محیط متخلخل است و از اهمیت عملی بالایی برخوردار است. از روش WKB برای ارزش‌های کوچکی از عددهای دارسی استفاده شده است. در مواردی که عددهای دارسی بزرگ است، برای حل معادلات مومنتم از روش هموتوپی ‌پرتوریشن استفاده شده است. همچنین برای حل معادله توازن انرژی در عددهای دارسی کوچک و بزرگ، مشابه روشهای اعمال شده در معادله سرعت استفاده شده است. نتایج حاصل از تحقیق نشان می‌دهد که پروفیل سرعت شدیداَ به مقدار پارامتر s، بستگی دارد، به‌طوری‌که سرعت سیال در محیط متخلخل در مقایسه با سرعت سیال در محیط سیال خالص کمتر بوده و با کاهش بیشتر عدد دارسی، سرعت سیال در این محیط کاهش می‌یابد.