Title of article :
Effect of Insulated up and Down Lid Motion on the Heat Transfer of a Lid-Driven Cavity with an Attached Fin
Author/Authors :
Payan, S Department of Mechanical Engineering - Shahid Nikbakht Faculty of Engineering - University of Sistan and Baluchestan, Zahedan , Afshinian, A.R Department of Mechanical Engineering - Shahid Nikbakht Faculty of Engineering - University of Sistan and Baluchestan, Zahedan
Abstract :
This study investigates the effect of lid motion on the optimal characteristics a thin rectangular fin attached on the hot wall of a square lid-driven cavity with active vertical walls. The optimal fin position is studied for Richardson numbers of 0.1-10. The effect of mounting a rectangular fin with a thermal conductivity of 1 and 1000 on minimization and maximization of heat transfer through such cavity is explored. Mixed convection equations are solved using the control volume method with the help of the SIMPLER algorithm. The particle swarm optimization algorithm is used to determine the fin characteristics that minimizes or maximizes the heat transfer to the cold wall. The results show that optimal fin length and position is influenced by the position of the lid driven on the top or bottom of the cavity as well as lid velocity direction. The greatest reduction and increase in the Nusselt number are related to Richardson number of 0.1 with the bottom lid moving in the negative direction and Richardson number of 10 with the bottom lid moving in the positive direction, respectively.
Farsi abstract :
در اين مقاله اثر حركت صفحه متحرك بر روي بهترين مكان و اندازه پره متصل به ديوار گرم يك محفظه مربعي با ديوارهاي عمودي فعال مورد مطالعه قرار ميگيرد. تاثير موقعيت و مكان پره در اعداد ريچاردسون 0/1, و1 و 10 بر روي ميدان جريان و حرارت مورد تحليل قرار مي گيرد. وجود يك پره مستطيلي با ضرايب هدايت 1 و 1000 در محفظه با سطح متحرك، بر روي كاهش و افزايش انتقال حرارت از چنين محفظه هايي بررسي مي شود. به اين منظور، معادلات جابجايي تركيبي با استفاده از روش حجم كنترل و به كمك الگوريتم سيمپلر حل ميشوند. همچنين از الگوريتم كوچ پرندگان به منظور يافتن مكان بهينه پره متصل بر روي ديوار گرم استفاده مي شود، طوري كه ميزان انتقال حرارت به ديوار سرد كاهش و يا افزايش يابد.
نتايج به دست آمده، نشان ميدهد كه علاوه بر آنكه جهت سرعت در بهترين مكان و طول پره تاثير گذار است وجود سرعت صفحه عايق بالا يا پايين نيز در بهترين مكان و طول آن بسيار موثر است. بيشترين تاثير كاهنده پره بر روي عدد ناسلت محفظه در ريچاردسون 0/1 در حالت درب متحرك پايين در جهت منفي است كه اين كاهش به 36 % نسبت به حالت بدون پره ميرسد و بيشترين افزايش ناسلت مربوط به عدد ريچاردسون 10 در جهت مثبت حركت درب پايين با افزايش 11 % مي شود.
Keywords :
Lid driven cavity , Optimal fin characteristics , Up lid moving , Down lid moving , PSO algorithm
Journal title :
Astroparticle Physics