اندرکنش سیال-جامد و انتقال حرارت درون محفظه شیب دار با پره ارتجاعی

در این مطالعه اثرات برهم کنش دوطرفه سیال هوا با یک پره ارتجاعی لاستیکی در یک محفظه شیب دار به روش عددی مدل سازی شده است. دیوار های بالا و پایین محفظه عایق، دیوار سمت چپ گرم و دیوار سمت راست محفظه، سرد است. هدف این است که به بررسی نرخ انتقال حرارت از دیوار گرم با محاسبه عدد ناسلت و تنش فون میزز در ریشه پره در شیب های مختلف محفظه بپردازیم. بدین منظور هندسه حل در محیط نرم افزار ورکبنچ مدل سازی شد. برای حل جریان جابجایی مغشوش (Ra>107) از مدل k-ɛ استفاده شده است. در گام نخست تاثیر وجود پره ارتجاعی در مقایسه با پره صلب بررسی شد و مشخص شد که مقادیر عدد ناسلت به عنوان نرخ انتقال حرارت از دیوار گرم برای پره ارتجاعی 5 درصد بیشتر از پره صلب است. سپس تاثیر شیب محفظه بر میزان انتقال حرارت و عدد و تنش فون میزز در ریشه پره بررسی شد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است انتقال حرارت در دیواره گرم با افزایش شیب محفظه از a=0.01 تا a=0.035 حدود 4 درصد افزایش می یابد، حداکثر عدد ناسلت در شیب a=0.035 به دست آمد که مقدار بیشنه آن 40 است. همچنین دیده شد که مقدار تنش فون میزز در ریشه پره در محفظه با شیب a=0.035 40 درصد بیشتر از تنش فون میزز در ریشه پره در محفظه با شیب a=0.01  است. مقدار تنش فون میزز ریشه پره نوسانات شدیدی متحمل می شود و به سمت یک عدد ثابت میل می کند و بعد از چند ثانیه به یک حالت پایا می رسد.