مدل سازی و بررسی تاثیرات رژیم جریان بر حرکت سیال درون محفظه سه بعدی با دیواره متخلخل

در کار حاضر شبیه سازی سه بعدی رژیم جریان لغزش برای مطالعه دقیق محفظه پیل سوختی با دیواره پایینی متخلخل در ابعاد کوچک بررسی می شود. این بررسی برای مشخص نمودن تغییرات سرعت متوسط، اختلاف فشار و ضریب اصطکاک با توجه به مقدار جرم نفوذ یافته از دیواره متخلخل، مساحت سطح مقطع دیواره و محفظه و نسبت منظری محفظه انجام شده است. همچنین نتایج حاصله با مدل سازی به کمک رژیم جریان پیوسته، مقایسه شده است. در این مدل سازی معادلات پایستگی جرم و مومنتوم برای رژیم های جریانی پیوسته و لغزشی به کمک کد توسعه داده شده در نرم افزار فرترن بررسی شده و با نتایج موجود در ادبیات فن مورد اعتبارسنجی قرار گرفته اند. نتایج برای مساحت سطح مقطع های مختلف برای اعداد نادسن متفاوت در دو رژیم پیوسته و لغزشی به دست آمده اند. با در نظر گرفتن نسبت منظری یک، با کاهش عدد نادسن، ضریب اصطکاک، سرعت متوسط و اختلاف فشار افزایش می‏یابد. همچنین با در نظر گرفتن رژیم لغزشی درون محفظه، مقدار سرعت متوسط، اختلاف فشار و ضریب اصطکاک دقیق تر (در بهترین حالت 5%) از رژیم غیرلغزشی محاسبه می شوند. همچنین موقعی که عدد نادسن و نسبت منظری به ترتیب برابر با 001/0 و 5 باشند، تغییر رژیم جریان از رژیم پیوسته به لغزشی سبب افزایش اختلاف فشار و سرعت متوسط پیش بینی شده می شود.