در این پژوهش، به معرفی یک مدل شبکه بولتزمن به منظور شبیه‌سازی پدیده اثر پیستونی، که اصلی‌ترین مکانیزم‌ انتقال حرارت سیال فوق بحرانی در محیط میکرو گرانش می‌باشد، پرداخته شده است. تغییر ضریب پخش در روش شبکه بولتزمن حرارتی با اضافه شدن یک ترم به تابع توزیع تعادلی مدل‌سازی گردید. جهت محاسبه نیروی بین مولکولی و ایجاد مدل تراکم پذیر شبکه بولتزمن، از رابطه حاکم بر سیال واندروالس استفاده شد. هم‌چنین جهت حذف پرش سرعت بر روی دیواره، روابط شرط مرزیِ منطبق با شبکه بولتزمن تراکم‌پذیر در حضور نیروی واندروالس ایجاد گردید. نشان داده شد که این شرط مرزی دقت بالایی در شبیه‌سازی مسایل نیرو محور دارد و دقت مرتبه دوم نسبت به مکان را دارا می‌باشد. نهایتا مدل توسعه یافته شبکه بولتزمن حرارتی به همراه مدل شبکه بولتزمن تراکم‌پذیر جهت شبیه‌سازی انتقال حرارت جریان سیال فوق بحرانی به کار گرفته شده است. پدیده اثر پیستونی با در نظر گرفتن مدل نیروی بین مولکولی واندورالس شبیه‌سازی گردید. نتایج حاکی از آن است که طرح‌‌های گوناگون شبیه‌سازِ نیرو، خطاهای متفاوتی را در شبیه‌سازی جریان سیال تراکم‌پذیر فوق بحرانی دارند. قیاسی بین هدایت خالص و انتقال حرارت به واسطه پدیده اثر پیستونی صورت گرفت و نشان داده شد که انتقال حرارت به واسطه پدیده اثر پیستونی سریعتر از هدایت خالص است.

واژه‌های کلیدی: معادله شبکه بولتزمن، ضریب پخش متغیر، مدل تراکم‌پذیر شبکه بولتزمن، اسکیم شبیه‌ساز نیرو، پدیده اثر پیستونی

متن کامل [PDF 1783 kb]   (5608 دریافت)