شبیه‌سازی عددی انتقال حرارت جابجایی طبیعی پایا و ناپایای نانوسیال در فضای بین حلقه‌های هم‌مرکز و غیر هم‌مرکز در یک محیط متخلخل

در این مقاله به شبیه‌سازی عددی پدیده انتقال حرارت جابجایی طبیعی پایا و ناپایای نانوسیال در فضای بین حلقه‌های هم‌مرکز و غیر هم‌مرکز پرشده از یک ماده متخلخل پرداخته شده است. معادلات حاکم بر جریان سیال شامل معادلات بقای جرم، ممنتوم و انرژی به کمک روش عددی تفاضل محدود گسسته و در حل آنها از روش ضمنی جهت متغیر (ADI) و روش فوق تخفیفی (SOR) استفاده شده است. در پژوهش حاضر به بررسی اثرات عدد رایلی، کسر حجمی نانوسیال (در محدوده 0 تا 4 درصد)، عدد دارسی، ضریب تخلخل محیط متخلخل و نسبت خروج از مرکز دو حلقه بر مقدار عدد ناسلت متوسط، عدد ناسلت محلی، خطوط جریان و خطوط هم‌دما و تغییرات آنها با زمان پرداخته شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی عددی نشان می‌دهد که با افزایش عدد رایلی، ضریب تخلخل و کسر حجمی نانوذرات، میزان انتقال حرارت افزایش می‌یابد. کاهش عدد دارسی باعث کاهش نفوذپذیری محیط متخلخل شده و در نتیجه انتقال حرارت کاهش می‌یابد. در شرایط ناپایا با افزایش دامنه نوسان دمای دیواره داخلی (به دلیل افزایش گرادیان دمایی بین دو دیواره)، دامنه تغییرات عدد ناسلت متوسط نیز افزایش می‌یابد. همچنین نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد فرکانس تغییرات عدد ناسلت متوسط بر فرکانس تغییرات دمایی دیواره داخلی منطبق خواهد بود.