شبیهسازی انتقال حرارت جابجایی ترکیبی بین دو استوانه افقی مختلف المرکز به روش بولتزمن شبکه ای

شبیهسازی جابجایی ترکیبی یکی از مسائل مهم در انتقال حرارت است. به دلیل هزینه و مشکلات شبیهسازی آزمایشگاهی، شبیه سازی عددی در اولویت قرار می گیرد. یکی از روش های شبیهسازی عددی روش بولتزمن شبکه ای است، که به دلیل توانایی اش برای پردازش موازی، در شبیه سازی انتقال حرارت و جریان سیال، به ویژه در هندسه های پیچیده مورد توجه قرار گرفته است. چون معادلات حاکم بر روش بولتزمن شبکه ای صریح هستند و شرایط مرزی مختلف به سادگی اعمال می شود، در این روش، شبیه سازی ها بسیار ساده تر از روش های عددی مرسوم می باشد. برای کار حاضر برنامه های رایانه ای به زبان فرترن بر مبنای روش بولتزمن شبکه ای نوشته شده که می تواند در شبیهسازی جابجایی آزاد و ترکیبی مورد استفاده قرار گیرد. با این برنامه جابجایی آزاد بین دو استوانه افقی مختلف المرکز ساکن شبیه سازی شده و نتایج حاصل با داده های کارهای قبل مقایسه شده اند. تطابق نتایج با داده های موجود، درستی برنامه و روش عددی را نشان می دهد. پس از آن جابجایی ترکیبی برای چندین عدد ریچاردسون (اعداد رینولدز و گراشف یا رایلی) مختلف بین دو استوانه افقی که یکی ثابت و دیگری متحرک است شبیه سازی شد. نتایج حاصل تطابق خوبی با داده های موجود نشان می دهند و صحت کار حاضر و قابلیت برنامه رایانه ای تهیه شده برای شبیه سازی هندسه های پیچیده و دارای مرز منحنی را تایید می کنند. از این برنامه رایانه ای برای شبیه سازی جریان های پیچیده می توان استفاده کرد و برای صرفه جویی در انرژی از آن بهره برد.

کلیدواژه ها:

روش بولتزمن شبکه ای ، اعمال نیروی حجمی ، جابجایی ترکیبی ، دو استوانه افقی مختلف المرکز ، سطح بین دو دایره