شبیه سازی عددی و بهینه سازی ضریب انتقال حرارت و تولید انتروپی در جابجایی آزاد میان دو استوانه غیرهم مرکز

پژوهش حال حاضر به مطالعه ی عددی جریان جابجایی آزاد مابین دو استوانه ی دما ثابت دارای خروج از مرکز نسبی می پردازد. استوانه ی دما ثابت داخلی دمای بالاتری نسبت به استوانه ی خارجی دارد. اثر خروج از مرکز نسبی و نحوه ی قرارگیری دو استوانه نسبت به یکدیگر بر ضریب انتقال حرارت متوسط از روی سطح استوانه ی داخلی و همینطور تولید انتروپی درون دامنه ی حل مسئله بررسی و بهینه سازی می شود. نتایج نشان می دهند که زمانی که دیواره ی دو استوانه به یکدیگر خیلی نزدیک شوند، به علت تشدید گرادیان های دمایی مقدار ضریب انتقال حرارت به شدت افزایش می یابد. همچنین مشاهده می شود که در محدوده ی ۰<ε⁄L≤۰.۹، خروج از مرکز استوانه داخلی باعث افزایش ضریب انتقال حرارت متوسط تا حداکثر ۲۵٪ نسبت به حالت استوانه های هم مرکز می شود. یک بهینه سازی دوهدفه نیز به منظور دستیابی به دسته پاسخ های بهینه ی بیشینه ضریب انتقال حرارت و کمینه تولید انتروپی متوسط صورت گرفته و مورد بحث قرار می گیرد و معادله ی تعیین کننده ی پاسخ های بهینه ی پارتو به ازای قیود مطرح شده در مسئله ی بهینه سازی ارائه می شوند. با استفاده از روش تصمیم گیری نهایی لینمپ، تک نقطه ای به مختصات ε/L=۰.۷۴ و ϕ=-۳۹° به عنوان نقطه ی انتخابی با بیشینه ضریب انتقال حرارت و کمینه تولید انتروپی پیشنهاد می گردد.

کلیدواژه ها:

جابجایی آزاد ، استوانه های غیرهم مرکز ، تولید انتروپی ، حل عددی ، بهینه سازی.