شبیه سازی عددی انتقال حرارت جابجایی آزاد در یک آنولی افقی با حرارت دهی گسسته با استفاده از روش لاتیس بولتزمن بدون شبکه

Abstract

مطالعه حاضر به بررسی انتقال حرارت جابجایی آزاد در یک آنولی استوانه‌ای افقی با حرارت دهی گسسته با استفاده از روش لاتیس بولتزمن بدون شبکه می‌پردازد. روش لاتیس بولتزمن، بعنوان یک روش جایگزین روشهای دینامیک سیالات محاسباتی متداول برای شبیه سازی جریان‌های پیچیده در آمده است. از مزایای مهم این روش، صریح بودن معادله حاکم، سادگی اعمال آن برای محاسبات موازی و نیز سادگی اعمال شرایط مرزی برای مرزهای منحنی‌ وار است. با وجود قابلیت‌های خوب روش شبکه بولتزمن استاندارد برای شبکه‌های یکنواخت، نمی‌توان آن را به طور مستقیم برای هندسه‌های پیچیده و شبکه‌های غیر یکنواخت بکار برد. یک روش مؤثر برای رفع این محدودیت، روش شبکه بولتزمن بر مبنای بسط سری تیلور و روش حداقل مربعات (TLLBM) است. شکل نهایی فرمولاسیون این روش یک معادله جبری است و هیچ محدودیتی روی ساختار شبکه ندارد. همچنین این روش را می‌توان برای مدل‌های مختلف سرعت ذره به کار برد. در کار حاضر، از این روش با مدل شبکه D2Q9 برای شبیه سازی انتقال حرارت جابجایی آزاد در یک آنولی استوانه‌ای افقی با حرارت دهی گسسته استفاده می شود و تأثیر عدد رایلی و آرایش‌های مختلف دو جفت چشمه- چاه حرارتی روی نرخ انتقال حرارت بررسی می‌گردد.<br />ه