شبیه سازی عددی جریان، انتقال حرارت جابجایی آزاد و کسر حجمی نانوذرات داخل حفره ذوزنقه ای با استفاده از مدل بونگیورنو

در این مقاله، جریان همرفتی نانوسیال آب و نانو ذرات اکسید آلومینیوم داخل حفره ذوزنقه با استفاده از مدل دوفاز بونگیورنو به صورت عددی شبیه سازی شد. اثر تغییر زاویه اضلاع جانبی محفظه ذوزنقه ای بر انتقال حرارت، جرم و مومنتم مورد بررسی قرار گرفته شده است. معادلات حاکم بر مسیله، معادلات مومنتم، انرژی و انتقال کسر حجمی نانوذرات می باشند که به همراه شرایط مرزی به روش حجم محدود و الگوریتم سیمپل حل شده اند. برای گسسته سازی ترم های جابجایی و پخش به ترتیب از الگوهای بالادست و تفاضل مرکزی استفاده شده است. دیواره های چپ و راست حفره دمای ثابت و را داشته و دیواره های بالا و پایین عایق حرارتی می باشند. زاویه شیب اضلاع جانبی (چپ و راست) مابین (0 ،30 و 45 θ=) درجه و عدد رایلی بین 100 تا 10000 و کسر حجمی نانو ذرات از 01/0 تا04/0 متغیر می باشد. نتایج نشان می دهد در اعداد رایلی پایین به ازای مقدار نانوذرات یکسان، با افزایش زاویه اضلاع از صفر به 45 درجه ، عدد نوسلت و به تبع آن انتقال حرارت به میزان متوسط 81 درصد کاهش می یابد. از طرفی با افزایش عدد رایلی، برای محفظه در زاویه 30 درجه حالت بهینه حاصل و عدد نوسلت به میزان 5/5 درصد، نسبت به محفظه مربعی و 8/6 درصد نسبت به حالت 45 درجه افزایش می یابد. همچنین نتایج، توزیع نسبتا یکنواختی برای نانوذرات در رایلی های بالا در تمامی محفظه ها با زاویه اضلاع مختلف نشان می دهد.