روش شبکه‌بولتزمن حرارتی مرتبه دوم در انتقال حرارت جابه¬جایی آزاد در محفظه¬های غیرمربعی

Abstract

در این مقاله، انتقال حرارت جابه¬جایی آزاد دوبعدی در محفظه¬های غیرمربعی بسته، به شکل¬های مثلث، ذوزنقه، ربع دایره و نیم¬دایره با استفاده از روش بولتزمن شبکه¬ای مرتبه دوم حرارتی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. در تمام شبیه¬سازی¬ها سیال عامل هوا، با عدد پرانتل 71/0 در نظر گرفته شده است. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد هنگامی که الگوی جریان دو سلولی است شاهد یک نقطه اکسترمم در روند تغییرات عدد ناسلت محلی در محل جدایش دو سلول چرخشی هستیم. در الگوی جریان تک سلولی، بسته به چگونگی شرایط مرزی، روند تغییرات عدد ناسلت محلی تغییر خواهد کرد و در برخی از حالات شاهد نقاط کمینه برای عدد ناسلت محلی هستیم. نتایج بدست آمده از روش بولتزمن شبکه¬ای، با نتایج و داده¬های موجود، مقایسه و اعتبارسنجی شده است و نتایج نشان می¬دهند که روش بولتزمن شبکه¬ای حرارتی مرتبه دوم به خوبی قادر به شبیه¬سازی جریان و انتقال حرارت در محفظه¬هایی با دیواره مایل و منحنی است. بررسی انتقال حرارت جابه¬جایی آزاد در چنین هندسه¬های و به ویژه با روش بولتزمن شبکه¬ای مرتبه دوم برای اولین بار در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است و کاربرد فراوانی در خنک‌کاری تجهیزات الکترونیکی دارد.