بررسی عددی انتقال حرارت و تولید آنتروپی جریان سیال آب/Al2O3 در یک حفره بسته با دو چیدمان مختلف 4 مانع دایروی به روش هیبرید FD-LBM

در این پژوهش، جریان، انتقال حرارت و تولید آنتروپی نانوسیال آب/Al2O3 در یک حفره بسته با حضور 4 مانع دایروی با دو چیدمان مختلف در هندسه شبیه سازی شده است. تکنیک به کاررفته برای شبیه سازی جریان نانوسیال براساس روش مشهور نانوسیال تک فاز غیرهمگن (مدل بونگیورنو) می باشد که در این روش اصولا نرخ نفوذ در معادله غلظت نانوسیال ضعیف می باشد و می تواند در همگرایی حل تاثیر منفی داشته باشد. از همین رو به منظور غلبه بر این نقیصه، نرم افزار مورداستفاده در این شبیه سازی فرترن 90 انتخاب گردید و کد موردنظر با استفاده از یک روش جدید FD-LBM با قابلیت TVD نوشته شد که با استفاده از این الگوریتم امکان شبیه سازی عددی جریان های سیالات با نرخ نفوذ پایین نسبت به نرخ همرفت بالاتر فراهم می شود. پارامترهای فعال در این پژوهش عدد ریلی، لویس و درصد حجمی نانوذرات اکسید آلومینیم هستند که تاثیر آنها بر عدد ناسلت، عدد شروود و نرخ آنتروپی تولیدشده در هندسه حل، با دو چیدمان مختلف موانع بررسی می گردد. براساس نتایج این مدلسازی تابع جریان و به تبع آن سرعت سیال در چیدمان لوزی به مراتب بیشتر از چیدمان مربعی می باشد. همچنین مشخص شد که با افزایش نانوذرات نه تنها نرخ انتقال حرارت از دیواره افزایش نمی یابد بلکه در % 9 = φ مقدار ناسلت نزدیک به 15 درصد کاهش می یابد.