بررسی عددی انتقال حرارت جابجایی آزاد در کانال زاویه دار پر شده از ماده متخلخل فیبری شکل

در این رساله، انتقال حرارت طبیعی در یک کانال دو بعدی حاوی ماده متخلخل فیبری شکل، با استفاده از روش عددی شبکه بولتزمن بررسی شده است. روش عددی شبکه بولتزمن، مبتنی بر مکانیک آماری بوده و در زمرهی روشهای مقیاس مزوسکوپیک قرار می گیرد. در اینجا، پارامترهای میکروسکوپیک و ماکروسکوپیک، به واسطه ی تعریف توابع توزیع بدست می آیند. حصول این توابع توزیع، در جریان حل مساله، طی گذران از دو گام بدست می آید که به صورت جداگانه و البته ترکیبی، در بخش مومنتوم و انرژی طی می شوند؛ که عبارتند از گام برخورد و جاری شدن. در رسالهى پیش رو، به صورت مفصل به تبیین و تشریح روش شبکه بولتزمن و چگونگی به کار بستن آن در تحقیق جاری پرداخته خواهد شد. محیط متخلخل مد نظر، دارای چیدمان تصادفی می باشد که به صورت موانع مربعی و در یک جریان متقاطع قرار گرفته اند. فاز جامد با فرض عدم تعادل حرارتی و در مقیاس حفره شبیه سازی شده است. در اینجا، تغییرات عدد ناسلت متوسط روی دیواره قائم غربی، به عنوان معیار بهبود میزان انتقال حرارت، مورد نظر می باشد. اثر پارامترهای هندسی مختلف مانند نسبت انسداد، انحراف از مرکز محفظه متخلخل، نسبت تخلخل و همچنین عدد رایلی به عنوان پارامتر ترموفیزیکی مطالعه شده است. نتایج بدست آمده مبین آن است که در برخی از شرایط هندسی و ترموفیزیکی، وجود محیط متخلخل موجب بهبود انتقال حرارت می گردد، اما در شرایطی دیگر، محیط متخلخل اثری مخرب بر انتقال حرارت خواهد داشت و باعث ایجاد اختلال در مکانیزم تبادل حرارت می گردد.