مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

جابه‌جائی آزاد در محفظه‌های نیم بیضی با نسبت شعاعی متغیر به روش بولتزمن شبکه ای

نویسندگان
1 استادیار دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکده مهندسی مکانیک
2 دانشگاه شاهرود
چکیده
چکیده- در این مقاله، انتقال حرارت جابه‌جایی آزاد دو‌بعدی در محفظه‌ی بسته به شکل نیم‌بیضی با استفاده از روش بولتزمن شبکه‌ای مورد بررسی قرار گرفته است. عدد پرانتل برابر 71/0 و متناسب با سیال عامل هوا در نظر گرفته شده است. بررسی جریان و انتقال حرارت برای نسبت های مختلف ارتفاع به پهنای محفظه و برای اعداد رایلی104 تا 106 انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد با افزایش نسبت ارتفاع به پهنا، انتقال حرارت در اعداد رایلی پایین، کاهش و در اعداد رایلی بالا، افزایش خواهد یافت. نتایج بدست آمده از روش بولتزمن شبکه‌ای، با نتایج و داده های موجود، مقایسه و اعتبارسنجی شده است. نتایج نشان می‌دهند روش بولتزمن شبکه‌ای به خوبی قادر به شبیه‌سازی جریان و انتقال حرارت در محفظه‌های پیچیده از این دست است. بررسی انتقال حرارت جابه‌جایی آزاد در محفظه نیم بیضی و به ویژه با استفاده از شرط مرزی مرتبه دوم روی سطوح منحنی با استفاده از روش بولتزمن شبکه‌ای از نوآوری های مقاله پیش رو است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Natural Convection in Semi-Ellipse Cavities with Variable Aspect Ratios using Lattice Boltzmann Method

نویسنده English

Mohsen Nazari 1
1 Assistant Prof. of Mechanical Eng. Shahrood Univ. of Technology
چکیده English

Abstract- In this paper, two-dimensional natural convection heat transfer in semi ellipse cavities is investigated using lattice Boltzmann method. The Prandtl number is taken as 0.71 that corresponds to that of air. Heat transfer and flow pattern are predicted at various Rayleigh numbers ranging from 104 to 106 for different aspect ratios. By increasing of the aspect ratio, the heat transfer rate in the cavity is increased for low Rayleigh numbers, but it is decreased for high Rayleigh numbers. The obtained results of the lattice Boltzmann method are validated with those presented in the literature and show that the lattice Boltzmann method can simulate heat transfer and flow pattern in complex cavities. Analysis of heat transfer in a semi-ellipse cavity using second order boundary condition on curved surfaces is among the novelties of the present work.

کلیدواژه‌ها English

Natural Convection
Semi ellipse cavity
Lattice Boltzmann Method