به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Free convection » در نشریات گروه « مکانیک »

تکرار جستجوی کلیدواژه « Free convection » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »
  • میثم محمودی*، جابر میرزایی
    در کارحاضر انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسیال در یک حفره مربعی شکل بسته با وجود یک مانع دایره ای گرم، مورد بررسی قرار گرفته است. محل مانع دایره ای و دیواره ها ثابت است. معادلات حاکم به روش حجم محدود و با استفاده از الگوریتم سیمپل حل شده اند. هدف از انجام این کار بررسی اثر عدد رایلی و اضافه نمودن نانوذرات با در نظرگرفتن تغییر ابعاد مانع دایره ای در حفره و همچنین توام با در نظر گرفتن مدل های مختلف تقریب چگالی برای مدلسازی انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسیال در حفره می باشد. مهمترین نتایج حاصل نشان داد با افزایش ابعاد مانع دایره ای، عدد رایلی و کسرحجمی نانوذرات، انتقال حرارت در امتداد دیواره ها افزایش یافته اند. همچنین مهمترین نتایج حاصل نشان داد با افزایش عدد رایلی، عدد ناسلت متوسط در امتداد دیواره ها و مقادیر دما افزایش پیدا می کنند علاوه بر آن اثر در نظر گرفتن مدل های مختلف برای تقریب چگالی در مدلسازی انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسیال در حفره با مقایسه پارامترهای حرارتی نشان داد مدل تقریب بوزینسک جهت بررسی انتقال حرارت جابجایی آزاد نتایج مطلوب تر و دقیق تری را ارائه می دهد.
    کلید واژگان: جابجایی آزاد, حل عددی, حفره مربعی, مانع دایره ای, نانوسیال}
    Meysam Mahmoudi *, Jaber Mirzaei
    In the present work, free convection heat transfer of nanofluid in a closed square cavity with a hot circular barrier has been investigated. The location of the circular obstacle and the walls are fixed. The governing equations are solved by finite volume method and using simple algorithm. The purpose of this work is to study the effect of Rayleigh number and adding nanoparticles, taking into account the change in the dimensions of the circular barrier in the cavity, as well as taking into account different density approximation models for modeling the heat transfer of the nanofluid in the cavity. The most important results showed that heat transfer along the walls increased with the increase in the dimensions of the circular barrier, the Rayleigh number and the volume fraction of nanoparticles. Also, the most important results showed that with the increase of the Rayleigh number, the average Nusselt number along the walls and the temperature values increase, in addition to the effect of considering different models for approximating the density in modeling of nanofluid free convection heat transfer in cavity by comparing the thermal parameters It showed that Bozinsk's approximation model provides more favorable and accurate results for investigating free convection heat transfer.
    Keywords: Free Convection, Numerical Solution, Square Hole, Circular Obstacle, Nanofluid}
  • سبحان ایزدپناه*، فریور فاضل پور، محمد افتخاری یزدی

    امروزه روش های فعال و غیرفعال گوناگونی با هدف کاهش مصرف انرژی و در نتیجه کاهش آلودگی هوا در ساختمان معرفی و مورد استفاده قرار می گیرند، اجرای سقف سبز در ساختمان و استفاده توامان از پنل های فتوولتاییک و مواد تغییر فازدهنده به همراه این سقف و پنجره و نمای سه جداره، عامل کاهش مصرف انرژی تا بیش از 70% می باشد، البته انتخاب نوع و نحوه ی به کارگیری مواد تغییر فازدهنده تابع شرایط آب و هوایی می باشد، لذا در این پژوهش برای نخستین مرتبه در ساختمان مجهز به فناوری های مذکور، بهینه سازی با کمک الگوریتم ژنتیک و با هدف کاهش توامان بار سرمایشی و گرمایشی مورد نیاز ساختمان، انجام گرفته و برای سه تنوع آب هوایی مستقر در ایران تکرار شده است. در نتیجه ی این اقدام بیشترین میزان صرفه جویی انرژی 7/73% حاصل شده است. کاهش بار سرمایشی تا 24% و کاهش بار گرمایشی تا 2/92% در آب و هوای گرم و خشک کویری رویت شده و از طرفی بر اساس نتایج بهینه سازی های انجام شده، کاهش تولید کربن دی اکسید نیز حداکثر 6/60 % و در تهران رخ داده است.

    کلید واژگان: بهینه سازی مصرف انرژی, سقف سبز, ماده تغییر فازدهنده, نمای سه جداره, فتوولتاییک}
    Sobhan Izadpanah*, Farivar Fazelpour, Mohammad Eftekhari Yazdi

    Nowadays different kind of active and passive methods used in order to reduce energy consumption and air pollution in buildings. Simultaneous use of phase-change material (PCM) and green roofs with triple-skin facades (TSF) and triple glazed windows (TGW) in residential buildings equipped with Building-integrated photovoltaics (BIPV) can lead to 70% annual energy saving. On the other hand, PCM type and applying methods in different climate conditions impacts energy saving in these conditions. So for the first time, in this research Multi objective optimization of a residential buildings equipped with above technologies was done by the help of genetic algorithm. Reduction of required heating and cooling loads was chosen as optimization’s objectives and three climate conditions of Iran was selected. Results indicate that maximum energy saving is 73.3%. Maximum Cooling load reduction is 92.2% which is happened in biome-dry tropical climate conditions. In addition, Maximum reduce in Co2 emission is 60.6% for Tehran.

    Keywords: Magnetic nanofluid, Quarter-circle cavity, Free convection, 3D solution, Lorentz force}
  • وحید نوروزی فرد*، محمدعلی موفق پور

    در این مقاله، روش جدیدی برای حل مسایل وارون گرمایی با استفاده از روش رگرسیون خوشه ای معرفی شده است. به منظور ارزیابی کارایی این روش در حل مسایل وارون گرمایی غیرخطی، دو مطالعه موردی در این مقاله انجام شده است که اولی تخمین ضریب انتقال گرمای همرفت آزاد یک میله مسی افقی و دومی تخمین ضریب انتقال گرمای یک میله کونچ شده در سیال با استفاده از تاریخچه دمایی میله هستند. برای تولید داده های ورودی از معادلات حل مستقیم انتقال گرمای میله و معادله تجربی چرچیل-چو استفاده و جهت آزمودن حساسیت روش به خطای تصادفی داده های ورودی، نویز مصنوعی با توزیع نرمال به نتایج دمای حل مستقیم اضافه شده است. نتایج روش رگرسیون خوشه ای با نتایج روش تخمین تابع متوالی و شبکه عصبی مقایسه شده اند. در مورد مسیله اول کمترین جذر میانگین مربعات خطای روش رگرسیون خطی، تخمین تابع متوالی و شبکه عصبی به ترتیب برابر 0129/0، 1231/0 و 0217/0 و برای مسیله دوم مقادیر 844/8، 09/54 و 634/71 بدست آمد.  روش حاضر پتانسیل استفاده در حل مسایل وارون گرمایی با کمترین خطا و  به صورت برخط را دارد.

    کلید واژگان: انتقال گرما, روش وارون, رگرسیون خوشه ای, یادگیری ماشین, تخمین تابع, همرفت آزاد}
    V Norouzifard*, M A. Movafaghpour

    In this paper, a new method is introduced to solve the inverse problems based on the repression tree (RT). To investigate the method’s efficiency to handle the nonlinear inverse heat transfer problems, two case study problems are done in this paper; first one is estimation of the free convection heat transfer coefficient of a horizontal copper cylinder and the second is estimation of the heat transfer coefficient in the surface of a quenched copper cylinder in a fluid using the cylinder temperature history. The input data were produced by solving the direct heat transfer equations of the cylinder and Churchill-chu imperial correlation and to test the method’s sensitivity to the random errors in input data, an artificial noise with normal distribution was added to the temperature results of the direct solution. The regression tree’s results were also compared with the sequential function specification (SFS) and the artificial neural network (ANN) methods. For the first case study problem, the root-mean-square error (RMSE) of RT, SFS, and ANN methods are 0.0129, 0.1231 and 0.0217, respectively, and for the second problem 8.844, 54.09 and 71.634 are the RMSE values. The comparison shows that the presented method has a good potential to solve the nonlinear inverse heat transfer problems with low error and time lag to online estimate the unknown parameter.

    Keywords: Heat transfer, inverse method, regression tree, machine learning, function specification, free convection}
  • A.K. Dash, S.R. Mishra *
    The present paper analyzes free convective heat and mass transfer of non-conducting micropolar fluid flow over an infinitely inclined moving porous plate in the presence of heat source and chemical reaction. Moreover, the effect of thermal radiation is also taken care of in the same study. The present investigation is relevant to the fabrication system in industries corresponding to the materials composed with high-temperature. Similarity technique is adopted with similarity variable to transform the non-dimensional form of the partial differential equations into ordinary differential equations. To get the approximate solution of these transformed complex nonlinear set of ODEs we have employed fourth order Runge–Kutta method in conjunction with shooting technique. The validation of the present result as well as critical issues is addressed in the discussion section refereeing to the previously published work as a particular case. The behavior of physical parameters governs the flow phenomena are displayed via graphs and tables.
    Keywords: Micropolar Fluid, Free convection, Inclined plate, Heat source, sink, Chemical reaction, Runge-Kutta method‎}
  • ایمان جلوداری*، محمدامین اسماعیلی سیکارودی

    در این مقاله به مطالعه تاثیر اعمال میدان مغناطیسی در تمامی راستاها بر عملکرد انتقال حرارت حفره حاوی نانوسیال پرداخته شد. نانوسیال مغناطیسی مورد بررسی در این تحقیق آب شور- اکسید آلومینیم می باشد. هندسه مورد مطالعه حفره ای ربع دایره شکل است که دیوار سمت چپ سطح سرد، دیوار سمت پایین سطح گرم و باقی سطوح عایق در نظر گرفته شده اند. همچنین فرض شده است که کلیه سطوح ثابت میباشند. معادلات حاکم به روش عددی و براساس حجم کنترل و الگوریتم سیمپل حل شده است. مطالعه مورد نظر در غلظت های 0 تا 04 /0 درصد نانوذرات و عدد هارتمن 0 تا 9 در عدد رایلی 105 صورت گرفته است. نتایج نشان می دهد افزایش در غلظت نانوذرات و قدرت میدان مغناطیسی سبب افزایش اثر کاهنده ناشی از نیروی لورنز می گردد، به طوری که در غلظت صفر نانوذرات افزایش در قدرت میدان مغناطیسی تاثیری ناچیز بر عملکرد حرارتی حفره حاوی نانوسیال دارد و با افزایش غلظت نانوذرات ضریب هدایت الکتریکی نانوسیال افزایش می یابد و اثرات کاهنده ناشی از میدان مغناطیسی به طور چشمگیری افزایش می یابد. همچنین افزایش 2 درصدی در غلظت نانوذرات در عدد هارتمن 5/4، بیش از 45 درصد کاهش در میزان انتقال حرارت را به همراه دارد و این میزان کاهش در غلظت 4 درصد نانوذرات و هارتمن 9 به بیش از 65 درصد می رسد.

    کلید واژگان: نانوسیال مغناطیسی, حفره ربع دایره, جابجایی آزاد, حل سه بعدی, نیروی لورنز}
    Iman Jelodari*, Mohammadamin Esmaeilisikaroodi

    This study investigated the effect of an omnidirectional magnetic field on the heat transfer performance of a saline water-Al2O3 magnetic nanofluid (MNF) cavity. The cavity was a quarter-circle with a cold left wall and a heated right wall, whereas other surfaces were insulated (adiabatic). All surfaces were assumed constant. The governing equations were solved numerically based on control volume and SIMPLE algorithm. The nanoparticle concentration ranged from 0 to 0.04 percent, the Hartmann number (Ha) was between 0 and 9, and the Rayleigh number (Ra) was 105. Findings indicated that increased nanoparticle concentration and magnetic field intensity enhance the reductive effect of the Lorentz force. Increasing the magnetic field intensity has an insignificant effect on the thermal performance of the fluid with zero nanoparticle concentration. As the nanoparticle concentration increases, the electrical conductivity of the fluid increases too which leads to a significant increase in the reductive effect of the magnetic field so that a 2% increase in nanoparticle concentration at Ha = 4.5 reduces heat transfer by more than 45%, whereas this reduction is higher than 65% at a nanoparticle concentration of 4% and Ha = 9.

    Keywords: Magnetic nanofluid, Quarter-circle cavity, Free convection, 3D solution, Lorentz force}
  • امیر نوری، میراعلم مهدی*

    رفتار حرارتی نانوسیال آلومینا-آب تحت تاثیر نیروهای مختلف بر روی سرعت نسبی در محفظه مربعی شکل دو بعدی توسط حلگر توسعه یافته در کارابزار متن باز اپنفوم بررسی شده است. این نیروها که شامل اینرسی، انتشار براونی، ترموفورسیس، دیفیوزوفورسیس، اثر مگنوس، زهکشی سیالات و گرانش می باشند مورد مطالعه قرار گرفته و مهم ترین آن ها به صورت پارامتPj وارد معادلات بقای مخلوط گردید. شبیه سازی با استفاده از الگوریتم پیمپل (سیمپل+پیزو) و تقریب بوزینسک بر روی جریان جابجایی-آزاد و آرام انجام شده است. نتایج مربوط به روش های مختلف در نمودارهای عدد ناسلت-عدد رایلی ارایه شد. بررسی این نتایج بیانگر دقت بهتر حلگر ارایه شده در این مقاله است.

    کلید واژگان: نانوسیال, سرعت نسبی, جابجایی آزاد, اپنفوم, عدد ناسلت}
    Amir Noori, Miralam Mahdi *

    In this study the free convection heat transfer of a nanofluid, including water and nanoparticles suspended in a square cavity is simulated numerically for a laminar flow. Open source framework i.e. OpenFOAM was used to develop the equations and make changes in the desired terms such as relative velocity between the nanoparticles and the base fluid. To achieve the purpose of the research and to ensure the accuracy of the numerical algorithms used in this framework, at first the free convection inside the cavity was investigated using two-phase mixture model and the results of the present study were compared with the results presented in the literature. Then, with the help of existing mathematical equations, important parameters in simulating the forces acting on nanoparticles in the free convection inside the cavity were studied and as a result, the forces that had a significant impact were selected as the most important and corrected relative velocity was entered in the continuity, momentum, heat transfer and continuity equation of the second phase (nanoparticles) as a parameter called JP. This simulation was performed using the PIMPLE algorithm (SIMPLE + PIZO). To consider free convection, nanofluid’s density changes with Boussinesq relationship. The mixture two-phase model has used for modeling with higher speed and more accuracy and also effective thermophysical properties of nanofluid, related to JP parameter have been used in order to increase the accuracy of work. As a result, the effect of these forces on different conditions was investigated.

    Keywords: nanofluid, Slip velocity, free convection, OpenFOAM, Nusselt number}
  • Md. Fayz Al Asad, Md Nur Alam, Cemil Tunç *, M.M.A. Sarker

    This paper expresses a numerical study of flow features and heat transport inside enclosure. Governing equations will be discretized by finite-element process with a collected variable arrangement. The assumptions of the Grashof number (103 - 106), aspect ratio (1.0 – 2.0), wave ratio (0.0 - 0.40) concerning a fluid with Pr = 0.71. Streamlines and isotherm lines are utilized to show the corresponding flow and thermal field inside a cavity. Global and local distributions Nusselt numbers are displayed for the before configuration. Finally, velocity and temperature profiles are displayed for some selected positions inside an enclosure for a better perception of the flow and thermal field.

    Keywords: Free convection, Aspect ratio, wave ratio, Finite element method, Wavy wall‎}
  • میراعلم مهدی*، مجید رحیمی

    در این مقاله تاثیر گرمایش آیرودینامیکی به توزیع دمای داخل کابین پرنده مافوق صوت در حالت های مختلف عایق بندی، وجود نیروی گرانش و ارتفاع پروازی به روش دینامیک سیالات محاسباتی با رویکرد حجم محدود پرداخته شده است. برای حل همزمان معادلات در جامد و سیال، از شرط مرزی کوپلینگ در دیواره ی پوسته استفاده شده است. هوا به صورت گاز ایده-آل فرض شده و رابطه بوزینسک برای تغییرات چگالی آن با دما بکار گرفته شده است. تغییرات توزیع دمای درون کابین با لحاظ انتقال حرارت جابجایی آزاد به صورت گذرا تا لحظه پروازی 70 ثانیه شبیه سازی شده است. نتایج به صورت توزیع دما در مقاطع میانی مدل و نمودارهای دما-زمان و دما-مکان در مقاطع میانی و زمان های گوناگون ارایه شده است. بررسی نتایج نشان می دهد که استفاده از عایق موجب کاهش دمای یک نقطه مشخص از کابین به میزان 175 درجه در لحظه پرواز 20 ثانیه می شود. در این تحقیق از دو روش تجربی و عددی برای صحه گذاری روی توزیع دما در درون مدل و خارج مدل استفاده شده که دقت خوبی را در نتایج نشان می دهد.

    کلید واژگان: گرمایش آیرودینامیک, جابجایی آزاد, مافوق صوت, ماوراءصوت, دینامیک سیالات محاسبات}
    Miralam Mahdi *, Majid Rahimi

    In this paper, the effect of aerodynamic heating on temperature distribution inside supersonic bird cabin in different insulation conditions, the existence of gravity force and different flight height has been investigate using a computational fluid dynamics method with the finite volume approach. The coupling boundary condition in the shell wall use to simultaneously to solve the equations in solid and fluid. The air assumed as an ideal gas and the Boussinesq approximation used to changes density with temperature. In - cabin temperature distribution changes in terms of the free Convection heat transfer is simulated transiently up to a flying time of 70 seconds. The results are presented as temperature contour in the middle section of the model, temperature - time and temperature - location diagrams for different times. In this research, experimental and numerical method s are validated the temperature distribution inside and outside the model, which shows good accuracy.

    Keywords: aerodynamic heating, free convection, Supersonic, Computational fluid dynamics}
  • امین جودت*

    در این مطالعه با استفاده از اندازه گیری های آزمایشگاهی در دامنه گسترده ای از پارامترهای مواج سطح، دمای آب و سرعت هوا برای ، نرخ تبخیر در رژیم های همرفت طبیعی، ترکیبی و اجباری با هم مقایسه شده است. نتایج اندازه گیری شده نرخ تبخیر برای سطوح مواج نشان می دهد با افزایش پارامتر سطح مواج ، نرخ تبخیر رفتار متفاوتی را با تغییرات رژیم جریان همرفت نشان می دهد. در رژیم همرفت طبیعی، با افزایش نسبت ارتفاع به دوره تناوب موج، سطح تماس آب و هوا و القای آشفتگی به لایه مرزی بخار افزایش می یابد که این موضوع باعث افزایش نرخ تبخیر می شود، اما در مقادیر با توجه به نزدیک شدن موج ها به ناحیه شکست، وجود امواج ناپایدار، موجب افزایش بیشتر نرخ تبخیر می گردد. در رژیم-های همرفت ترکیبی و اجباری، علاوه بر وجود مناطقی مشابه رژیم همرفت طبیعی که افزایش سطح تماس آب و هوا، القای آشفتگی به لایه مرزی بخار و پاشش قطرات آب به فاز بخار سبب افزایش نرخ تبخیر می شود در ترکیب خاصی از سرعت جریان هوا و پارامترهای سطح مواج، در بازه ، کاهش غیرمنتظره نرخ تبخیر دیده می شود، علت این کاهش را می توان ناشی ازگردابه هایی دانست که می توانند در سمت باد پناه قله موج بوجود آیند.

    کلید واژگان: امواج گرانشی, تبخیر, همرفت طبیعی, همرفت ترکیبی, همرفت اجباری}
    Amin Jodat *

    In this investigation experimental measurements have been done over a wide range of wave parameters, water temperatures and air velocities for . The measurements were performed over a wide range of on a large heated wave flume equipped with a wind tunnel. The effects of forced, free and mixed convection regimes on the water evaporation rate in surface gravity Waves have been investigated. The experimental results shows that wave motion on the water surface increase the rate of evaporation for all air flow regimes. Also Results reveal the evaporation rate increases with air velocity but increasing of , , has different effects on evaporation rate. For free convection regime evaporation rate increases with, , . For forced and mixed convection regime at medium values of , the leeward air flow structures which form barrier for the vertical transport of vapor, decrease water evaporation rate. Results reveal that the effect of induced turbulence at the wavy interfacial surfaces on the water evaporation increment is more than the effect of interfacial area increment percentage.

    Keywords: Gravity waves, forced convection, free convection, mixed convection, evaporation}
  • محمدباقر محمدصادقی آزاد*، سید احسان رفیعی
    گردآور یکی از روش های دستیابی به انرژی گرمایی پاک و از مهم ترین و کاراترین آن گردآورهای سهموی مرکب هستند. این مقاله سعی بر سنجش میزان انتقال گرما در یک گردآور سهموی مرکب حاوی دو لوله آب و یک نانو سیال آب پایه دارد. در این تحقیق از یک مدل سه بعدی با استفاده از نرم افزار Fluent (حجم محدود) برای شبیه سازی و حل معادلات حاکم (پیوستگی، ممنتوم و انرژی) در یک گردآور به طول 500 و قطر 55 میلیمتر استفاده شده است. بر اساس نتایج عددی، برای یک گردآور با قطر 55 میلیمتر استفاده از لوله های آب 6 میلیمتری بیشترین انتقال گرما به میزان C 1/947 و برای کسر حجمی 8% اکسید آلومینیوم بدست خواهد آمد. در تمام کسرهای حجمی نانو سیال (0، 2، 4، 6، 8 و 10 درصد) برای لوله با قطر 6 میلیمتر نتایج حاکی از این است که گردابه های تشکیل شده حول لوله آب سرد بزرگتر از گردابه های حول لوله آب گرم هستند و این موضوع به دلیل گرادیان دمای بالای موجود بین دیواره ها و لوله آب سرد است.
    کلید واژگان: گردآور سهموی مرکب, نانوسیال, انرژی خورشیدی, جابه جایی آزاد}
    Mohammad Bagher Mohammad Sadeghi Azad *, Seyed Ehsan Rafiee
    The collector is one of the ways to achieve clean thermal energy, and the most important of these systems can be pointed out to the compound parabolic concentrator (CPC). This paper focuses on measuring the amount of heat transfer in a CPC containing two water pipes as well as a water-based nano-fluid. In this research, a 3D model using Fluent software (Finite volume Method) was used to simulate and solve the governing equations (continuity, momentum and energy) in a collector with 500 and 55 mm for length and diameter, respectively.Based on the numerical results, for a collector with diameter of 55 mm, the use of 6 mm water pipes will achieve the highest heat transfer rate around 1.974 C for 8% volume fraction. The results indicate that the vortices formed around the cold water pipe are larger than vortices around the hot water pipe in all nano volume fractions (0, 2, 4, 6, 8 and 10%) for a pipe with diameter of 6 mm and this is because of the high temperature gradient between the walls and the cold pipe.
    Keywords: Compound Parabolic Concentrator, Nano fluid, Solar energy, Free convection}
  • امیررضا معموری*، امین جودت

    در این مطالعه با استفاده از اندازه گیری های آزمایشگاهی نرخ تبخیر از سطح ساده آب برای تاثیر عوامل گوناگون نظیر: اختلاف فشار بخار، سرعت جریان هوا، پارامترهای بدون بعد، در بازه گسترده ای از رژیم های همرفت اجباری، ترکیب طبیعی و اجباری و همرفت طبیعی، در دامنه   بررسی شده است. این دامنه از    با استفاده از سرعت های میانگین 0/1، 0/3، 0/9، 2، 4، 5 و 6 متر بر ثانیه و دمای آب از  20 تا  55 تولید شده است. تحقیقات نشان می دهد نرخ تبخیر به شدت به رژیم جریان وابسته است. در رژیم همرفت اجباری   و رژیم همرفت ترکیبی  با افزایش اختلاف فشار بخار و سرعت جریان هوا، نرخ تبخیر افزایش یافته اما آهنگ افزایش آن در رژیم همرفت اجباری کاهش یافته طوریکه در این رژیم نرخ تبخیر به صورت تابع توانی با اختلاف فشار بخار تغییر می نماید. در رژیم همرفت ترکیبی با افزایش سرعت جریان هوا، توان اختلاف فشار بخار کاهش می یابد. نتایج نشان می دهد در رژیم همرفت طبیعی   هر دو پارامتر اختلاف فشار بخار و اختلاف چگالی بخار، بر نرخ تبخیر اثر می گذارد و علاوه بر اختلاف فشار بخار، اختلاف چگالی نیز بر نرخ تبخیر موثر است.

    کلید واژگان: نرخ تبخیر, رژیم جریان, جابجایی اجباری, جابجایی ترکیبی, جابجایی آزاد}
    Amir Reza Mamouri *, Amin Jodat

    This study has mainly focused on derivation of aerodynamic data for an airship in particular conditions especially at high angles of attack. When such data are inserted into a flight simulator as a closed loop, it is vital to make use of special computational means and methods, so that the ability to send and receive flight conditions would be achieved through an “in-the-loop” manner. Therefore, using an open source environment such as OpenFOAM is suggested in this regard. Through this study, the aerodynamic coefficients of the airship are calculated by three different CFD approaches and empirical data collected from wind-tunnel tests while geometrical parameters were set for angles of attack between -10 to 20 degrees. In order to achieve aerodynamic goals, air simulation is of great importance. So, the aerodynamic results are compared based on the three methods of calculating fluid "computing" in the loop, the wind tunnel test and the analytical method of the geometric parameters of the ship's aircraft. In this study, the stability of the aircraft, the longitudinal and lateral aspects of the aircraft is examined. Also, by examining the ratio of the coefficients of the lift to the drag, based on the angle of attack, the angle of attack that the aircraft has the best performance is determined.

    Keywords: vapor rate, flow regime, forced convection, mixed convection, free convection}
  • Gbeminiyi Sobamowo *, Ahmed Yinusa
    This paper presents an insight into the boundary layer of free convection and heat transfer of nanofluids over a vertical plate at very low and high Prandtl number. Suitable similarity variables are used to convert the governing systems of nonlinear partial differential equations of the flow and heat transfer to systems of nonlinear ordinary differential equations which are solved using multi-step differential transformation method. The approximate analytical solutions are verified with numerical solutions. From the parametric studies, it is observed that the velocity and temperature of the nanofluid decreases and increases, respectively as the Prandtl number and volume-fraction of the nanoparticles in the base fluid increase. Also, the decrease in velocity and increase in temperature are highest in lamina shaped nanoparticle followed by platelets, cylinder, bricks and sphere shaped nanoparticles, respectively. Using a common base fluid to all the nanoparticle type, it is observed that the decrease in velocity and increase in temperature are highest TiO2 followed by CuO, Al2O3 and SWCNTs nanoparticles, in that order. The present study will enhance the understanding of free convection boundary-layer problems.
    Keywords: free convection, Boundary Layer, Heat Transfer, nanofluid, Multi-step differential transformation method}
  • علیرضا عرب سلغار، محمد شفیعی دهج*، مهدی داودیان
    کاهش وزن، ابعاد و مصرف انرژی از جمله مسائل حائز اهمیت در صنایع هوافضا (فضاپیماها و ایستگاه فضایی) است. همین موارد سبب نیاز به یک سیستم خنک کننده با قابلیت بالا و ابعاد کوچکتر می شود. نانوسیالات می توانند در سیستم های سردکننده نقشی حیاتی ایفا کنند. در این مقاله به بررسی عددی جریان آرام، لایه ای با جابه جایی طبیعی نانوسیال، در یک محفظه مربعی تحت زوایای مختلف نسبت به افق با مانعی در وسط آن پرداخته شده است. در وسط محفظه، صفحه ای عمودی با ضخامت ناچیز قرار دارد. معادلات حاکم به روش تفاضل محدود، مبتنی بر حجم کنترل جبری شده و به کمک الگوریتم سیمپل به صورت هم زمان حل شده اند. بر اساس نتایج حاصل از حل عددی، تاثیر پارامترهایی چون چرخش محفظه، عدد ریلی، نسبت حجمی نانوذرات و عدد هارتمن بر میدان جریان و انتقال حرارت بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که در چرخش محفظه، ماکزیمم انتقال حرارت وقتی صورت می پذیرد که صفحه گرم با افق دارای زاویه 45 درجه باشد. صفحه میانی و افزایش عدد هارتمن موجب کاهش انتقال حرارت می شوند، حال آنکه افزایش عدد ریلی موجب افزایش انتقال حرارت می شود. افزایش نسبت حجمی نانوذرات بسته به عدد ریلی ممکن است عملکرد حرارتی را تقویت یا تضعیف نماید.
    کلید واژگان: جابه جایی آزاد, نانوسیال, محفظه, نرخ انتقال حرارت}
    Alireza Arab Solghar, Mohammad Shafiey Dehaj *, Mahdi Davoodian
    Weight loss, dimensions, and energy consumption are important issues in the aerospace industry (spacecraft and space station), which requires a high capacity cooling system and smaller dimensions. Nanofluids can play an important role in cooling systems. In this paper, natural convection of water-alumina nanofluid in a square cavity with a thin partition mounted at the middle of the cavity is studied. The cavity has different orientation angles with respect to the horizon. For the horizontal cavity, the top and bottom walls are adiabatic and the left and the right walls are considered to be hot and cold, respectively. At the center of cavity, a vertical baffle with negligible thickness is mounted. The nanofluid inside the cavity is under a magnetic field. Governing equations were discretized through control volume approach and were solved simultaneously applying SIMPLER algorithm. Based on obtained results from numerical method, the influence of pertinent parameters such as the orientation angle of the cavity, Rayleigh number, the volume fraction of nanoparticles and Hartman number on the flow field and heat transfer are investigated. The results show that maximum heat transfer occurs when the angle of hot wall with respect to the horizon is 45. Also, the existence of the baffle and increase of Hartman number reduce the heat transfer while the increase of Rayleigh number enhances the transfer of heat. Depending on Rayleigh number, the increase of nanoparticle volume fraction may increase or decrease the thermal performance.
    Keywords: free convection, cavity, nanofluid, heat transfer rate}
  • Gbeminiyi Sobamowo*
    In this paper, free convection flow and heat transfer of nanofluids of differently-shaped nano-sized particles over a vertical plate at very low and high Prandtl numbers are analyzed. The governing systems of nonlinear partial differential equations of the flow and heat transfer processes are converted to systems of nonlinear ordinary differential equation through similarity transformations. The resulting systems of fully-coupled nonlinear ordinary differential equations are solved using a differential transformation method - Padé approximant technique. The accuracy of the developed approximate analytical methods is verified by comparing the results of the differential transformation method - Padé approximant technique with those of previous works as presented in the literature. Thereafter, the analytical solutions are used to investigate the effects of the Prandtl number, the nanoparticles volume-fraction, the shape and the type on the flow and heat transfer behaviour of various nanofluids over the flat plate. It is observed that as the Prandtl number and volume-fraction of the nanoparticles in the basefluid increase, the velocity of the nanofluid decreases while the temperature increases. Also, the maximum decrease in velocity and the maximum increase in temperature are recorded in lamina-shaped nanoparticles, followed by platelets, cylinders, bricks, and sphere-shaped nanoparticles, respectively. Using a common basefluid for all nanoparticle types, it is established that the maximum decrease in velocity and the maximum increase in temperature are recorded in TiO2 followed by CuO, Al2O3 and SWCNTs nanoparticles, respectively. It is hoped that the present study will enhance the understanding of free convection boundary-layer problems as applied in various industrial, biological and engineering processes.
    Keywords: Free convection, Boundary layer, Prandtl number, Nanofluid, Differential transformation method, Padé-approximant technique}
  • Nehad Ali Shah *, Najma Ahmed, Thanaa Elnaqeeb, Mohammad Mehdi Rashidi
    The unsteady hydro-magnetic free convection flow with heat transfer of a linearly viscous, incompressible, electrically conducting fluid near a moving vertical plate with the constant heat is investigated. The flow domain is the porous half-space and a magnetic field of a variable direction is applied. The Caputo time-fractional derivative is employed in order to introduce a thermal flux constitutive equation with a weakly memory. The exact solutions for the fractional governing differential equations for fluid temperature, Nusselt number, velocity field, and skin friction are obtained by using the Laplace transform method. The numerical calculations are carried out and the results are presented in graphical illustrations. The influence of the memory parameter (the fractional order of the time-derivative) on the temperature and velocity fields is analyzed and a comparison between the fluid with the thermal memory and the ordinary fluid is made. It was observed that due to evolution in the time of the Caputo power-law kernel, the memory effects are stronger for the small values of the time t. Moreover, it is found that the fluid flow is accelerated / retarded by varying the inclination angle of the magnetic field direction.
    Keywords: Free convection, Porous medium, Inclined magnetic field, Caputo time-fractional derivatives}
  • J.C Umavathi, Ali J. Chamkha, M. Shekar
    In the present study, the effect of temperature-dependent heat sources on the fully developed free convection flow of an electrically conducting micropolar fluid between two parallel porous vertical plates in the presence of a strong cross magnetic field is analyzed. The micropolar fluid fills the space inside the porous plates when the rate of suction at one boundary is equal to the rate of injection at the other boundary. The coupled nonlinear governing differential equations are solved using the differential transform method (DTM). Moreover, the Runge-Kutta shooting method (RKSM), which is a numerical method, is used for the validity of DTM method and an excellent agreement is observed between the solutions of DTM and RKSM. Trusting this validity, the effects of Hartmann number, Reynolds number, micropolar parameter, and applied electric field load parameter are discussed on the velocity, microrotation velocity, and temperature. The skin friction, the couple stress, and Nusselt numbers at the plates are shown in graphs. It is observed that the Hartmann number and the micropolar parameter decreases the skin friction and the couple stress at both plates for suction and injection
    Keywords: Free convection, Micropolar fluid, Porous channel, Differential Transform method}
  • مصطفی ورمزیار *، مهدی میراعلم، محمدرضا حبیبی، مصطفی دهقانی مبارکه، آرش محمدی
    در این مطالعه به بررسی اثر تغییرات خواص فیزیکی سیال از جمله لزجت سینماتیکی و ضریب پخش حرارتی بر روی ناپایداری اولیه جریان جابجایی آزاد رایلی بنارد به صورت نیمه تحلیلی پرداخته شده است. بر این اساس معادلات حاکم بر لحظه شروع جابجایی آزاد با استفاده از پارامترهای اغتشاش دما و اغتشاش سرعت و با حل پایه هدایت خالص محاسبه گردیده است. با کمک تئوری پایداری خطی و شرط پایداری در فضای موج گونه، می توان کمینه مقدار رایلی را به عنوان رایلی بحرانی در دستگاه معادلات مقدار ویژه مذکور تعریف نمود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد تابع عدد موج بحرانی نسبت به پارامترهای موثر در تغییر خواص، یک تابع زوج بوده و رفتار کاملا متقارن نسبت به مقادیر قرینه از خود نشان می دهد. هم چنین وابستگی دامنه و فرکانس نوسان اغتشاشات دما و سرعت بر اساس پارامترهای موثر در تغییرات خواص مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج تحلیل گردید. می توان گفت رفتار رایلی بحرانی نسبت به تغییرات ضریب پخش حرارتی و لزجت سینماتیکی کاملا معکوس است و لذا اثر همزمان آنها در حل معادلات منجر به کاهش بازه نوسان رایلی بحرانی خواهد شد.
    کلید واژگان: تئوری پایداری خطی, تغییرات خواص فیزیکی, جریان جابجایی آزاد, رایلی بحرانی}
    M. Varmazyar *, M. Miralam, M.R. Habibi, M. Dehghani Mobarake, A. Mohammadi
    In this research, the effects of variation of physical transport coefficient of fluid, such as kinematic viscosity and thermal diffusivity coefficient, on the primary instability of natural convection has been investigated. Accordingly, the governing equations are calculated for the onset of free convective flow by using the perturbation theory on the variation of temperature and velocity. Using the theory of linear stability and the wave function, it can be defined the minimum Rayleigh number as critical Rayleigh number in assumed eigenvalue problem. It is assumed that the flow variables, such as the thermal diffusivity coefficient and kinematic viscosity, change exponentially relative to the location. The simulation results show that the critical-wave number function is a even function. Also, the dependence of the amplitude and frequency of oscillation of temperature and velocity disturbances on effective parameters on properties changes was evaluated and the results were analyzed. It can be said that critical Rayleigh number behavior is completely inverse in relation to the thermal emission and kinematic viscosity coefficients, and therefore their simultaneous effect in solving the equations will lead to a decrease in the critical interval of the oscillation.
    Keywords: Linear Stability Theory, Variation of Physical Coefficient, Free Convection, Critical Rayleigh Number}
  • سید محمد حسینی *، بهزاد قاسمی، افراسیاب رئیسی
    هدف از مقاله حاضر، بررسی انتقال گرمای جابجایی طبیعی نانوسیال در یک محفظه مثلثی که یک تیغه نازک گرمازا داخل آن می باشد. نانوسیال مورداستفاده آب - مس است. معادلات حاکم به روش حجم کنترل جبری شده و بر اساس الگوریتم SIMLEP به طور هم زمان حل شده اند. تحقیق حاضر به بررسی اثر عدد ریلی، کسر حجمی نانوذرات، اندازه و موقعیت تیغه بر میدان جریان و آهنگ انتقال گرما در محفظه پرداخته است. بررسی ها نشان می دهد که افزایش کسر حجمی نانوذرات و عدد ریلی باعث افزایش انتقال حرارت می گردد. در اعداد ریلی پایین با نزدیک شدن تیغه به وتر مثلث انتقال گرما زیاد می شود ولی در ریلی های بالا رفتار یکسانی نشان نمی دهد. با افزایش طول تیغه انتقال گرما افزایش می یابد. نتایج نشان می دهند آهنگ انتقال گرما در اعداد ریلی بالا غالبا در تیغه عمودی نسبت به تیغه افقی بیشتر است، درصورتی که در اعداد ریلی پایین وضعیت افقی و عمودی تیغه گرمازا تاثیر اندکی بر آهنگ انتقال گرما دارد.
    کلید واژگان: جابجایی آزاد, محفظه مثلثی, نانوسیال, تیغه گرمازا}
    S. M. Hoseyni *, B. Ghasemi, A. Raisi
    The purpose of this paper is to investigate the nanofluid natural convection heat transfer in a triangular enclosure with a blade heater. The Cu-water nanofluid is used. Discretization of the governing equations are achieved through a finite volume method and solved with SIMPLER algorithm. The effects of Rayleigh number, the volume fraction of nanoparticles and the size and position of the blade on the heat transfer performance of the enclosure were examined. The results show that the heat transfer rate increases with increase in solid volume fraction and Rayleigh number. The heat transfer rate increases at low Rayleigh numbers when the blade approaches to the hypotenuse but it doesn’t show the same behavior at high Rayleigh numbers. Heat transfer rate increases with the increase of the blade length. The results also show that at high Rayleigh numbers mostly heat transfer rate in the vertical blade is more than the horizontal blade, but the vertical and horizontal situation of the heater at low Rayleigh numbers has a few effects on the heat transfer rate.
    Keywords: Free convection, Triangular enclosure, Nanofluid, Blade heater}
  • M. Gnaneswara Reddy*, Sandeep N
    This article explores the heat and mass transfer behaviour of magnetohydrodynamic free convective flow past a permeable vertical rotating cone and a plate filled with gyrotactic microorganisms in the presence of nonlinear thermal radiation, thermo diffusion and diffusion thermo effects. We presented dual solutions for the flow over a rotating cone and a rotating flat plate cases. Similarity variables are employed to convert the nonlinear partial differential equations into ordinary differential equations. Comparisons with previously published work are performed and results are found to be in excellent agreement. The resultant non-dimensional governing equations along with associated boundary conditions are solved numerically using Runge–Kutta and Newton’s methods. The impact of pertinent parameters on velocity, temperature, concentration and density of the motile microorganisms along with the friction factor, local Nusselt, Sherwood numbers and the local density of the motile microorganisms was determined and analyzed with the help of graphs and tables. Results proved that there is a significant variation of heat and mass transfer in the flow over a rotating cone and a plate. It is also found that the heat and mass transfer performance of the flow over a rotating cone is significantly high when compared with the flow over a rotating plate.
    Keywords: MHD, Nonlinear thermal radiation, Cross diffusion, Gyrotactic microorganisms, Rotating cone, plate, Free convection}
  • علیرضا شهریاری*
    در این مقاله، انتقال حرارت جابجایی آزاد دو بعدی نانوسیال آبی اکسید آلومینیم (Al2O3) در محفظه بسته با دیواره های موجی پیچیده به روش شبکه بولتزمن مورد مطالعه قرار گرفته است. دیواره های جانبی محفظه دارای هندسه پیچیده موجی هستند و دیواره سمت چپ دارای توزیع دمای غیریکنواخت سینوسی و دیواره سمت راست در دمای ثابت و سرد قرار دارند. دیواره های افقی بالا و پایین محفظه هر دو صاف و نسبت به عبور حرارت و جرم عایق شده اند. به علت تغییرات ناچیز چگالی در مطالعه حاضر، از تقریب بوزینسک استفاده شده است که باعث تاثیرپذیری میدان هیدرودینامیکی از میدان حرارتی می گردد. برای توابع توزیع چگالی و انرژی از آرایش شبکه D2Q9 استفاده شده است. تغییر پارامترهایی نظیر کسر حجمی نانوذرات، عدد رایلی، هندسه دیواره های جانبی، اختلاف فاز و دامنه تابع سینوسی دما بر روی میدان جریان و میدان دما مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند در محدوده اعداد رایلی Ra=103 -105 با افزایش کسر حجمی نانوذرات، عدد ناسلت افزایش می یابد. علاوه بر این نشان داده شده است که برای یک عدد رایلی ثابت با تنظیم پارامترهای هندسه دیواره های عمودی می توان به یک انتقال حرارت بهینه دست یافت. بیشترین اثر نانوذرات با تغییر عدد رایلی در اختلاف فازهای مختلفی مشاهده گردید. درنهایت این مطالعه می تواند یک دید کلی برای افزایش انتقال حرارت در محفظه هایی با دیواره های موجی و توزیع دمای سینوسی را فراهم آورد.
    کلید واژگان: روش شبکه بولتزمن, نانوسیال, جابجایی آزاد, دیواره موجی پیچیده, توزیع دمای سینوسی}
    Alireza Shahriari *
    In this paper, free convection heat transfer of Al2O3/water nanofluid within an enclosed cavity is studied by adopting the Lattice Boltzmann Model. The left and right side walls of the cavity have a complex-wavy surface and the left wall is heated by a sinusoidal temperature distribution higher than the right cold wall. The top and the bottom horizontal walls are smooth and insulated against heat and mass. In this study, the variation of density is slight thus by using the Boussinesq approximation would be influencing the Hydrodynamics field of the thermal field. The density and energy distribution are both solved by D2Q9 model. The influence of pertinent parameters such as solid volume fraction of nanoparticles, Rayleigh numbers, complex-wavy-wall geometry parameters, phase deviation and amplitude of the sinusoidal temperature function on flow and heat transfer fields are investigated. Results show for Rayleigh numbers in the range of Ra=103 -105, with increasing volume fraction of nanoparticles, Nusselt number increases. In addition, it is shown that for a fixed Rayleigh number, the heat transfer performance depends on tuning the wavy-surface geometry parameters. The greatest effects of nanoparticles are observed for different values of the phase deviation with increasing of Rayleigh number. This study can, provide a useful insight for enhancing the convection heat transfer performance within enclosed cavities with complex-wavy-wall surfaces and sinusoidal temperature distribution.
    Keywords: Nanofluid, Lattice Boltzmann Method, Free Convection, Complex, Wavy, Wall, Sinusoidal Temperature Distribution}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال