مدلسازی عددی جریان و انتقال حرارت سیال غیرنیوتنی عبوری از کانال با تخلخل جزئی به روش شبکه ی بولتزمن

در این پایان¬نامه جریان و انتقال حرارت سیال غیرنیوتنی در کانال دوبعدی با تخلخل جزئی به روش شبکه¬ی بولتزمن مورد مطالعه قرار داده شده است. سیال غیرنیوتنی از قانون توانی پیروی می¬کند و محیط متخلخل در مقیاس حفره مدلسازی شده است. اثرات حضور محیط متخلخل و استفاده از سیال غیرنیوتنی در الگوی جریان و میزان انتقال حرارت از کانال مورد بررسی قرار گرفته است، در همین راستا تغییرات و اثربخشی متغیرهای مختلفی همچون عدد رینولدز، ضریب تخلخل محیط متخلخل، اندیس¬های مختلف سیال توانی، آرایش¬های مختلف محیط متخلخل و تعداد بلوک¬های متخلخل در میزان بهبود انتقال حرارت از کانال مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین در این تحلیل از دو مدل روش شبکه¬ی بولتزمن با زمان آسودگی یگانه و چندگانه استفاده شده است و به بررسی نتایج حاصل از این دو مدل پرداخته شده است. جهت اعتبارسنجی روش عددی به کار رفته، نتایج حاصل از برنامه رایانه¬ای در چند حالت خاص با نتایج تحلیلی و عددی موجود در مطالعات گذشته مقایسه شده است که انطباق قابل قبولی را نشان می¬دهد. با توجه به نتایج حاصل شده، برخلاف افزایش افت اصطکاکی در اثر حضور محیط متخلخل، ضریب انتقال حرارت از کانال افزایش می¬یابد و استفاده از سیالات غیرنیوتنی نازک شونده (n<1) اثرات مطلوب¬تری نسبت به سیالات سخت شونده (n>1) در بهبود انتقال حرارت از کانال دارا می¬باشد. همچنین با بررسی همگرایی و پایداری مدل¬های مختلف روش شبکه¬ی بولتزمن، استفاده از مدل با زمان آسودگی چندگانه دارای ارجحیت می¬باشد.