تحلیل عددی همرفت اجباری جریان لغزشی در میکرولوله متخلخل

این مطالعه به تحلیل عددی همرفت اجباری جریان لغزشی گاز رقیق درون یک میکرولولهی پر شده از مواد متخلخل تحت شرایط تعادل گرمایی محلی بین گاز و ماتریس جامد پرداخته است. هدف، مطالعه ی تاثیر پارامترهای مختلف شامل عدد نادسن، عدد دارسی، عدد فرچهیمر و عدد رینولدز اصلاح شده بر سرعت لغزشی و پرش دمایی بر روی دیواره بوده است. برای این منظور، جریان سیال کاملا توسعه یافته در نظر گرفته شده و مدل دارسی- برینکمن - فرچهیمر برای توصیف جریان درون حوزه متخلخل به کار رفته است. معادلات حاکم با استفاده از روش تفاضل محدود حل شده اند. بر خلاف اکثر تحقیقات انجام شده در این زمینه، در تحقیق حاضر شرط مرزی مرتبه ی دوم برای لغزش سرعت مورد استفاده قرار گرفته است که دقت بالاتری در مقایسه با شرط مرزی مرتبه ی اول دارد. نتایج حل به صورت توزیع های سرعت، دما و مقادیر ضریب اصطکاک و عدد ناسلت ارائه شده اند. چنین نتیجه شده است که اصطکاک سطح با کاهش عدد نادسن، افزایش عدد دارسی و کاهش عدد فرچهیمر، افزایش می یابد و انتقال گرما با افزایش عدد نادسن، کاهش می یابد و نیز با افزایش عدد رینولدز اصلاح شده یا عدد دارسی، افزایش می یابد