شبیه سازی چندفیزیکی جریان های آشفته در سامانه های انتقال حرارت با راندمان بالا

شبیه سازی چندفیزیکی جریان های آشفته در سامانه های انتقال حرارت با راندمان بالا، به عنوان یک رویکرد پیشرفته در مهندسی حرارت و سیالات، امکان تحلیل هم زمان پدیده های حرارتی، هیدرودینامیکی و در برخی موارد میدان های الکترومغناطیسی یا فازهای چندگانه را فراهم می سازد. این سامانه ها در صنایع گوناگون از جمله نیروگاهی، مبدل های حرارتی صنعتی، خنک کاری تجهیزات الکترونیکی با توان بالا، توربوماشین ها و سامانه های ذخیره سازی حرارتی به کار می روند. چالش اصلی در این حوزه، مدل سازی دقیق رفتار غیرخطی و ناپایدار جریان های آشفته در کنار انتقال انرژی است که در مقیاس های مختلف زمانی و مکانی اتفاق می افتد. استفاده از تکنیک هایی نظیر مدل سازی گردابه های بزرگ (LES)، شبیه سازی مستقیم عددی (DNS) و روش های نیمه تجربی RANS در کنار کوپل سازی فیزیک های حرارتی-جریانی، زیرساخت اصلی این تحلیل ها را شکل می دهد. هدف این مقاله تحلیل اهمیت شبیه سازی چندفیزیکی، تبیین اصول حاکم بر رفتار جریان آشفته، معرفی روش های عددی و الگوریتم های محاسباتی پرکاربرد و بررسی نقش این فناوری در بهبود کارایی سامانه های انتقال حرارت با راندمان بالا است. نتایج بررسی ها نشان می دهد که تلفیق مدل های آشفتگی با حلگران چندفیزیکی، باعث کاهش خطای پیش بینی، افزایش ظرفیت انتقال حرارت، بهینه سازی طراحی هندسی و کاهش مصرف انرژی در سامانه های صنعتی می شود.

کلیدواژه ها:

شبیه سازی چندفیزیکی ، جریان آشفته ، انتقال حرارت پیشرفته ، LES ، DNS ، RANS ، مبدل های حرارتی ، راندمان بالا