تحلیل جریان سیال تراکم ناپذیربه روش حجم محدود- بولتزمن شبکه ای به همراه انتقال گرما

Abstract

چکیده در این مقاله، روش حجم محدود-بولتزمن شبکه­ای برای جریان و انتقال حرارت در سیال تراکم ناپذیر توسعه داده شده است. برای حل میدان دما از تابع توزیع دوگانه بولتزمن استفاده شده است. دو ضریب تصحیح مرتبه دو برای محاسبه شار بر اساس فشار و دما در مرز سلول ­ ها در روش بولتزمن شبکه­ای و تلفیق آن با روش حجم محدود ارائه گردیده که به صورت قابل توجهی باعث افزایش سرعت همگرایی و کاهش تعداد تکرار حل عددی شده و امکان تحلیل عددی جریان و انتقال گرما را برای عدد رینولدزهای بالاتر با روش بولتزمن شبکه­ای میسر ساخته است. شرایط مرزی مناسبی برای مرزهای ورودی، خروجی و دیواره بر اساس نظریه بولتزمن شبکه­ای و سازگار با گسسته­سازی معادلات به روش حجم محدود استفاده شده و برای شرایط مرزی دما و شار گرمایی روش تجزیه معادله توزیع انرژی به بخش­های تعادلی و غیر تعادلی استفاده گردیده که بخش غیر تعادلی آن با استفاده از گره­های مجاور برونیابی شده است. جریان در پلّه وارون و جریان اطراف استوانه در داخل کانال و انتقال گرما در پلّه وارون با مانع استوانه­ای و بدون آن از موارد مطالعه شده در ارزیابی دقت محاسبات عددی در کار حاضر می­باشد.