حل عددی جریان و انتقال حرارت ویسکوپلاستیک بینگهام درون حفره

جریان درون حفره همواره به عنوان یک مساله ی کلاسیک و بنیادی مورد توجه بوده است. مدل هایی خاص مانند ویسکوپلاستیک بینگهام که از جمله سیالات غیر نیوتونی است، در محدوده ی مشخصی تنش، از خود مقاومت نشان می دهد و تقریبا شبیه جسم صلب رفتار می کند که تنش تسلیم آن نامیده می شود و در صورت افزایش تنش اعمالی به شکل سیال رفتار می کند. با در نظر گرفتن انتقال حرارت در این نوع ماده و حل و بررسی آن، تغییرات تنش تسلیم و ویسکوزیته با دما آنگونه که در عمل با آن مواجه هستیم دور از ذهن نخواهد ماند. در کار حاضر با حل عددی مساله ی حفره با درپوش متحرک و ماده ی بینگهام درون آن، بررسی سیالاتی و انتقال حرارتی با در نظر گرفتن تغییرات خواص ماده، یعنی ویسکوزیته و تنش تسلیم با دما، صورت گرفته است و نتایج با تغییر اعداد بدون بعد و پارامترهای متفاوت جریان و انتقال حرارت، Re=۱۰-۱۰۰۰، Bn=۱-۲۰۰۰، Pr=۰.۰۱-۱۰۰ و E=۵۰۰۰-۵۰۰۰۰ ارائه شده اند. در این پژوهش، با استفاده از روش حجم محدود برای گسسته سازی معادلات حاکم و بهره گیری از شبکه هم مکان، تاثیر وابستگی لزجت و تنش تسلیم به دما با حالت مستقل از دما مقایسه شده و سپس توزیع مولفه های افقی و عمودی سرعت، نواحی تسلیم و جریان داخل حفره، مرکز گردابه و عدد ناسلت روی دیوار های جانبی با توجه به خطوط جریان، بررسی و تحلیل شده اند.

کلیدواژه ها:

non-Newtonian fluid ، Viscoplastic ، Bingham ، Finite volume ، Lid-driven cavity ، سیال غیرنیوتونی ، ویسکوپلاستیک ، بینگهام ، حجم محدود ، حفره