مطالعه عددی انتقال حرارت جابجایی جریان نانوسیال از روی استوانه مدور با نوسان زاویه-ایی

جریان حول استوانه در زمینه های مختلف مهندسی نمود دارد. در این مقاله جریان آرام، دو بعدی، تراکم ناپذیر و لزج نانوسیال آب- اکسید مس حول استوانه مدور تحت نوسان زاویه ایی در شرایط ناپایا در اعداد رینولدز 100، 150 و 200 به طور عددی به ازای دامنه های نوسان θ_A=π⁄4, π⁄2 ، نسبت فرکانس های مختلف نوسانF=0. 5, 1, 2 و کسرهای حجمی نانوذرات در محدوده 0≤φ≤0. 03 شبیه سازی شده است. معادلات حاکم شامل پیوستگی، مومنتم و انرژی با استفاده از روش حجم محدود در یک شبکه بندی ترکیبی به طور عددی حل شده اند. ضریب هدایت حرارتی و ویسکوزیته دینامیکی موثر نانوسیال به کمک مدل تجربی کورچیونه تخمین زده شده است. اثرات کسر حجمی نانوذرات و پارامترهای نوسان بر ضریب انتقال حرارت متوسط بررسی شد و مشاهده شد که در محدوده قفل شدگی گردابه ها، مقدار ضریب انتقال حرارت به طور قابل ملاحظه ایی افزایش می یابد. هدف اصلی مقاله، تعیین ارجحیت دو مکانیزم افزایشی انتقال حرارت شامل افزودن نانوذرات به سیال پایه و اعمال نوسان بر استوانه است. ارزیابی این دو مکانیزم حاکی از اینست که استفاده از نانوسیال در مقایسه با اعمال نوسان زاویه ایی به استوانه، سبب افزایش بیشتر نرخ انتقال حرارت می شود. نتایج نشان می دهد که مقدار افزایش ضریب انتقال حرارت در اثر اعمال نوسان زاویه ایی در θ_A=π⁄4 و F=1 نسبت به استوانه ساکن در جریان سیال آب بین 4. 25 تا 15. 83 درصد، مقدار افزایش ضریب انتقال حرارت در اثر افزودن نانوذرات اکسید مس در φ=0. 03 به سیال پایه در استوانه ساکن، بین 20. 49 تا 31. 26 درصد و مقدار افزایش ضریب انتقال حرارت در اثر ترکیب دو مکانیسم بین 70. 76 تا 113. 56 درصد است.