مطالعه عددی تاثیر زبری های یکنواخت سینوسی بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی نانوسیال در محفظه مربعی به روش شبکه بولتزمن

در این مقاله، تاثیر زبری های یکنواخت سینوسی بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی نانوسیالها در محفظه بسته به روش شبکه بولتزمن مورد مطالعه قرار گرفته است. دیواره های جانبی چپ و راست محفظه دارای زیری های یکنواخت سینوسی بوده و به ترتیب در دماهای گرم و سرد قرار گرفته اند. تقریب بوزینسک که برای تغییرات جزئی چگالی استفاده شده است، باعث تاثیرپذیری میدان های هیدرودینامیکی و حرارتی از همدیگر می گردد. ویسکوزیته و هدایت حرارتی موثر نانوسیال با مدل KKL محاسبه شده است که تاثیر حرکت براونی ذرات را لحاظ می کند. برای توابع توزیع سرعت و دما، مدل شبکه D2Q9 بکار رفته و از یک کد به زبان فرترن استفاده شده است. اثر تغییر پارامترهایی نظیر عدد رایلی، محل قرارگیری زبری ها، تعداد زبری ها، دامنه بی بعد زبری ها و کسر حجمی ها مختلف از نانوسیال آب-اکسید آلومینیم بر روی میدان های جریان و دما مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که افزایش عدد رایلی و افزایش کسر حجمی، انتقال حرارت را افزایش می دهند اما افزایش تعداد و دامنه بی بعد زبری ها سینوسی یکنواخت عدد ناسلت میانگین را کاهش می دهند. نرخ افزایش و کاهش عدد ناسلت میانگین نیز تابع محل قرارگیری زبری ها سینوسی است.

کلیدواژه ها:

نانوسیال ، زبری سینوسی یکنواخت ، جابجایی طبیعی ، روش شبکه بولتزمن ، حرکت براونی