بررسی جریان جابجایی آزاد همراه با تابش برای محیط داخل یک حفره مثلثی با استفاده از روش المان طبیعی

در این مقاله از روش المان طبیعی (NEM) برای بررسی انتقال حرارت هدایت، جابجایی و تابش برای جریان آرام در یک حفره مثلثی استفاده شد. روش المان طبیعی بر اساس روش گالرکین بوده که یک تکنیک جدید در زمینه مکانیک محاسباتی است و به-عنوان یک روش بدون مش در نظر گرفته شده است. توابع شکل استفاده شده در روش المان طبیعی که بر اساس دیاگرام ورونی مجموعه ای از گره ها بوده، به دقت درون یابی کرده و می توان شرایط مرزی اساسی را به صورت مستقیم در ترم های مربوطه در سیستم معادلات، جایگزین کرد. در این مقاله برای حل معادله انتقال تابشی از تقریب P_1 استفاده شد. اثر پارامترهای مختلف مانند عدد رایلی برای حالت بدون تابش و عدد پلانک و دمای متوسط برای حالت تابش در نظر گرفته شد. نشان داده شد که افزایش عدد رایلی، سبب افزایش استحکام رژیم جابجایی آزاد و در نتیجه نرخ انتقال حرارت جابجایی می شود. همچنین نشان داده شد که کاهش عدد پلانک و دمای متوسط، سبب افزایش استحکام رژیم تابش و در نتیجه نرخ انتقال حرارت تابشی می شود. نتایج روش المان طبیعی با دیگر مطالعات گزارش شده در منابع، مقایسه شد. با مقایسه نشان داده شد که روش المان طبیعی کارآمد، دقیق و پایدار است و از آن می توان برای انتقال حرارت و جریان سیال استفاده کرد.