بررسی عددی تاثیرات ریزش گردابه آشفته بر انتقال حرارت از دیواره

در این تحقیق اثرات ریزش گردابه از یک استوانه با مقطع مربع، بر روی انتقال حرارت از دیواره به جریان آشفته داخل یک کانال بصورت عددی بررسی شده است. طول و عرض کانال به ترتیب 50 و 5 برابر اندازه ضلع مانع استوانه ای می باشند. عدد رینولدز برپایه سرعت ورودی و عرض کانال برابر با 22500 می باشد. برای مدل سازی آشفتگی مدل های خطی و غیرخطی غیردائم k-? عدد رینولدز پایین و مدل های k-? دو لایه ای خطی و غیرخطی غیردائم بکار گرفته شده است. در مدل دولایه ای برای مدل سازی جریان نزدیک دیواره از مدل یک معادله ای استفاده می شود. نتایج توسط یک کد عددی که مبتنی بر روش حجم محدود است به دست آمده اند. میدان فشار با استفاده از روش تصحیح فشار سیمپل به دست آمده است. معادلات حاکم در یک شبکه نیمه جابه جا شده گسسته سازی شده است و عبارت های جابه جایی در تمام معادلات حاکم با استفاده از روش کوئیک مرتبه سوم تقریب زده شده اند. برای منفصل سازی عبارت های زمانی در معادلات حاکم از روش ضمنی استفاده شده است. در این پایان نامه میدان دما و جریان بدست آمده توسط مدل سازی با نتایج تجربی مقایسه شده اند. نتایج نشان می دهد که حضور مانع استوانه ای بطور اساسی توزیع عدد ناسلت در راستای دیواره کانال را تغییر می دهد. توزیع عدد ناسلت مشخص می کند که ریزش گردابه ها اثر قابل توجهی بر افزایش انتقال حرارت دارند. نتایج عددی نشان می دهد که مدل های غیرخطی مشخصات میدان جریان را بهتر از مدل های خطی پیش بینی می کنند. میدان دما و توزیع عدد ناسلت بدست آمده توسط مدل های غیرخطی و مدل خطی k-? عدد رینولدز پایین نشان می دهند که این مدل ها قادر به پیش بینی روند کلی تغییرات عدد ناسلت می باشند، اما در محاسبه مکان قرارگیری ماکزیمم عدد ناسلت میانگین در ناحیه پایین دست استوانه و همچنین مقدار آن موفق عمل نمی کنند. مدلk-? خطی دولایه ای نتایجی متفاوت با نتایج تجربی و همچنین دیگر مدل ها ارائه می دهد. می توان نتیجه گرفت ضعف این مدل ها در پیش بینی مشخصات انتقال حرارت آشفته در نزدیکی دیواره در جریان داخلی دلیل اختلاف موجود در نتایج عددی با نتایج تجربی می باشد.