بررسی عددی انتقال حرارت جابجایی ترکیبی جریان آرام دو بعدی گذرا و سه بعدی دائم داخل یک کانال چهارگوش
چکیده
در این پژوهش جابجایی ترکیبی آزاد و اجباری جریان آرام دائم و گذرا ما بین دو صفحه موازی با اعمال ناگهانی چشمه های حرارتی مجزا روی دیواره پائینی، از طریق عددی، مورد مطالعه قرار گرفته است . همچنین یک حل عددی برای جابجایی ترکیبی دائم جریان آرام داخل یک کانال چهارگوش با شارهای حرارتی یکنواخت روی دیواره ها بدست آمده است . حل عددی معادلات حاکم بر جریان سیال که عبارت از معادلات بقاء جرم، اندازه حرکت وانرژی می باشد، براساس بوزینسک (boussinesq-apprpximation) با استفاده از روش خط به خط (tdma) و الگوریتم سیمپلر روی شبکه جابجا شده انجام گرفته است . برای انفصال معادلات بقاء از روش احجام محدود و طرح پیوندی استفاده شده است . نتایج حاصل از حل عددی مسائل پژوهش حاضر با منابع موجد مقایسه شده است ، که نتایج به دست آمده تطابق خوبی با هم داشته اند. برای حالت جریان دو بعدی گذرا رفتار جریان سیال در گامهای زمانی مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است . نشان داده شده است که با پیشرفت زمان، به تدریج حرارت به داخل کانال نفوذ پیدا می کند و بعد از مدتی بخاطر اثرات نیروی شناوری جریانهای چرخشی در داخل کانال ظاهر می شود. اندازه چرخشها بستگی به عدد ریچاردسون (gr/re2)، اندازه چشمه های حرارتی و زمان دارد. نتایج حاصل از مطالعات پارامتریک نظیر عدد ریچاردسون نشان داده اند که عدد نوسلت موضعی، دمای ماکزیمم سطح چشمه های حرارتی و طول چرخشها با افزایش عدد ریچاردسون افزایش می یابند. برای وضعیت سه بعدی دائم، نمونه هایی از توزیع میدان سرعت و دما در جهت جریان با شرایط گرمایش مختلف بدست آمده است . نتایج نشان داده اند که گرمایش غیریکنواخت کانالهای سه بعدی سبب به هم خوردن تقارن جریان داخل کانال می شود، و یک چرخش بزرگ در کنار دیواره با گرمایش بالا بوجود می آید.