دانشگاه تربیت مدرس مهندسی مکانیک مدرس 2476-6909 15 6 2015 08 23 Numerical investigation of the plasma actuator effects on the flow field and heat transfer coefficient in a flat channel بررسی عددی تأثیر محرک پلاسما بر میدان جریان و ضریب انتقال حرارت در یک کانال مسطح 23 30 8661 FA علی رفیع دانشجوی کارشناسی ارشد، مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت نیما امانی فرد دانشیار هیأت علمی دانشگاه گیلان حامد محدث دیلمی استادیار، مهندسی مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی شرق گیلان، دانشگاه گیلان، رودسر فرید دولتی دانشجوی دکترا، مهندسی مکانیک، دانشگاه گیلان، رشت Journal Article Plasma actuator is one of the newest ways in vortex generation and flow control techniques which can enhance heat transfer rate by inducing external momentum to the boundary layer of the flow. In this paper, a 2-D numerical approach was implemented to analyze the presence of plasma actuator on the incompressible, turbulent, steady flow in a flat channel. In this approach, the flow field and heat transfer characteristics such as the stream function and heat transfer coefficient were evaluated through the variety of Reynolds number, at the presence and absence of applied voltages. The present computed results are firstly compared with the numerical data in case of rectangular flat channel and the results agree very well. The numerical results indicate that at a constant Reynolds number with the presence of a plasma actuator, the heat transfer coefficient will be increased but in a constant applied voltage the heat transfer coefficient will increase to the Reynolds of 250 and then will be decreased respectively. In addition, the size of generated vortexes significantly depends on the applied voltage and the upstream flow speed. On the other hand, according to the results, the flow speed affects the size of generated vortex and vanish the actuator effect at high Reynolds. According to the results, there is an optimized point for the applied voltage and flow speed. یکی از راه‌های نوین تولید گردابه به روش فعال به منظور افزایش نرخ انتقال حرارت، استفاده از محرک پلاسما است که به وسیله تزریق مومنتم به لایه مرزی باعث ایجاد اغتشاش در جریان و تولید گردابه می‌شود. در مقاله حاضر، مشخصه‌های میدان جریان و دما از قبیل تابع جریان و ضریب انتقال حرارت در یک کانال مسطح تحت شار حرارتی ثابت، بدون حضور و همچنین تحت تاثیر محرک پلاسما در شرایط دو بعدی، آشفته، تراکم ناپذیر و پایدار به روش حجم محدود به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در این بررسی رینولدزهای مختلف جریان ورودی در ولتاژهای متفاوت در نظر گرفته شده است و محرک پلاسما در وسط ناحیه تحت شار حرارتی قرار داده شده است و تاثیر آن بر تابع جریان و ضریب انتقال حرارت مشاهده شده است. در ابتدا نتایج عددی حاضر با نتایج عددی برای یک کانال مسطح مقایسه شده که از تطابق مناسبی برخوردار می‌باشد. نتایج عددی نشان می‌دهد که در یک رینولدز مشخص، با افزایش ولتاژ ضریب انتقال حرارت افزایش می‌یابد، اما در یک ولتاژ ثابت با افزایش سرعت ورودی جریان، ضریب انتقال حرارت تا رینولدز 250 نرخ صعودی و پس از آن به دلیل کاهش اثر گردابه حاصل از پلاسما سیر نزولی دارد. همچنین سرعت جریان ورودی بر روی ابعاد گردابه تولید شده تاثیرگذار می‌باشد. طبق نتایج به‌دست آمده می توان یک حالت بهینه بین ولتاژ اعمالی و رینولدز جریان ورودی یافت. https://mme.modares.ac.ir/article_8661_919d2356219c1fa0c0bd560246532c72.pdf