مطالعه‌ ی عددی انتقال حرارت جابه‌جایی طبیعی مزدوج در محفظه ی بسته متخلخل به روش شبکه ی بولتزمن

در مقاله حاضر، به بررسی عددی انتقال حرارت جابه­جایی طبیعی آرام در محفظه بسته مربعی متخلخل با دو دیواره جامد به روش شبکه­ی بولتزمن می­پردازیم. در این تحلیل، محیط متخلخل در مقیاس ماکروسکوپیک مدلسازی شده است و از مدل دارسی- برینکمن- فورش­هایمر برای مدلسازی این محیط در عدد پرانتل 1 و در محدوده اعداد دارسی 1-10 تا 4-10، رایلی 103 تا 106، ضریب تخلخل 0.4 تا 0.9، نسبت ضخامت دیواره 0.1 تا 0.4 و نسبت ضریب نفوذ حرارتی جامد به سیال 1 تا 100، استفاده شده است و اثرات محیط متخلخل با افزودن ضریب تخلخل در تابع توزیع تعادلی چگالی و افزودن ترم نیروهای بدنی در معادلات در نظر گرفته می­شود. اثر هر یک از پارامترهای ذکر شده بر میزان انتقال حرارت از هندسه توسط عدد ناسلت متوسط بررسی شده است. با توجه به نتایج بدست آمده، افزایش عدد دارسی، رایلی، ضریب تخلخل و نسبت ضریب نفوذ حرارتی با توجه به تغییر رژیم غالب انتقال حرارت از هدایت به جابه­جایی، سبب افزایش ضریب انتقال حرارت و افزایش ضخامت دیواره به دلیل کاهش بخش محیط متخلخل سبب کاهش ضریب انتقال حرارت می‌شود.