s. abdollahzadeh
-
پژوهش حاضر با استفاده از برهم کنش سازه سیال به بررسی خنک کاری یک صفحه ی مستطیلی گرم از طریق جریان سیال درکانال با بهره گیری از دو دیوار الاستیکی در شرایط نوسانی با اعمال نیروی خارجی پرداخته است. جریان سیال تراکم ناپذیر از کانال دوبعدی که در وسط آن منبع گرمایی با شار گرمایی ثابت وجود دارد و در قسمت بالا و پایین کانال دو دیوار الاستیکی همجنس و هم اندازه قرارگرفته است، عبور می کند. با عبور جریان سیال از سطح گرم و نوسان دیوارهای الاستیکی انتقال گرما از سطوح داغ به سیال تغییر می یابد. در واقع آهنگ تبادل گرما به عنوان تابعی از شرایط سطوح الاستیک نوسانگر و دامنه نیرو اعمال شده به دیوارهای الاستیکی و دوره تناوب اعمال نیرو رفتار می کند. هدف شبیه سازی های صورت گرفته، بررسی کاربرد جایگزینی مرز الاستیک با مرز صلب در بخشی از کانال و تاثیر اندازه دوره تناوب نوسان نیروی اعمالی و دامنه نیرو است. در این پژوهش جریان لایه ای با چهار عدد رینولدز مختلف 600و1100و1600و2100 و سه دامنه نیروی اعمالی مختلف200و400و800 نیوتن برمتر و چهار دوره تناوب نوسانی 5/0 و25/0و125/0 و07/0 ثانیه مورد بررسی قرار گرفته است. پس از حل معادلات حاکم شامل معادله انرژی و مومنتوم و معادلات سطح الاستیک و به کارگیری روش اجزا محدود دلخواه اویلری لاگرانژی در نرم افزار مهندسی Comsol نتایج نشان می دهد که کاهش دوره تناوب نوسان، اختلاط جریان سیال را بهبود می بخشد و در نتیجه آهنگ انتقال گرما تا مقدار بهینه ی آن افزایش می یابد. نتایج نشان داد که کاهش پیوسته ی دوره ی تناوب بار اعمالی تا مقدار بهینه می تواند کارآمد باشد که در غیراین صورت تاثیر معکوس بر افزایش آهنگ دفع گرما دارد. بیشترین درصد افزایش ضریب انتقال گرما همرفت در مقایسه با کانال صلب در دامنه نیروی اعمالی ثابت 800 نیوتن برمتر در اعداد رینولدز 600 و1100و1600و2100 به ترتیب301٪ و297٪ و341٪ و 328٪ می باشد.
کلید واژگان: برهم کنش سازه سیال، دیوار الاستیکی، افزایش ضریب انتقال حرارت همرفت اجباری، روش المان محدودThe present study investigates the cooling of a heated rectangular plate through fluid flow in a channel, utilizing the interaction between solid and fluid with two elastic walls under oscillating conditions and external forces. The incompressible fluid flow passes through a two-dimensional channel containing a constant heat flux heat source in the center, with two identical and equally sized elastic walls positioned at the top and bottom of the channel. As the fluid flows over the heated surface and the elastic walls oscillate, the rate of heat transfer to the fluid changes. In this scenario, the heat exchange rate behaves as a function of the conditions of the oscillating elastic surfaces, the magnitude of the force applied to the elastic walls, and the oscillation period of the applied force. The goal of the simulations conducted is to examine the application of replacing the elastic boundary with a rigid boundary in part of the channel and the impact of oscillation period and force magnitude. In this study, laminar flow with four different Reynolds numbers (600, 1100, 1600, and 2100) and three different applied force amplitudes (200, 400, and 800 N/m) alongside four oscillation periods (0.5, 0.25, 0.125, and 0.07 seconds) has been analyzed After solving the governing equations, including the energy equation, momentum equations, and elastic surface equations, utilizing the arbitrary Eulerian-Lagrangian method in COMSOL engineering software, the results indicate that decreasing the oscillation period enhances fluid flow mixing, thereby increasing the heat transfer rate to its optimal level. The findings show that a continuous reduction of the applied force’s oscillation period to an optimal level can be effective; conversely, exceeding this optimal point can negatively impact the heat dissipation rate. The highest percentage increase in the convective heat transfer coefficient, compared to the rigid channel, at a constant applied force of 800 N/m for Reynolds numbers 600, 1100, 1600, and 2100 were 301%, 297%, 341%, and 328%, respectively.
Keywords: Fluid-Structure Interaction (FSI), Elastic Wall, Forced Convection Heat Transfer Enhancement, Finite Element Method
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.