شبيه‌سازي عددي دوفازي نانوسيال در يك لوله با نوار چرخان: انتخاب مدل آشفتگي مناسب

امروزه افزايش كارائي و بهينه‌سازي سيستم‌هاي انرژي از اهميت ويژه‌اي برخوردار است. از اينرو، پژوهش‌ها و بررسي‌ها در زمينه علوم مربوط به انتقال حرارت مورد توجه محققان مي‌باشد. از آن جا كه انتقال حرارت توسط سيالات در كاربردهاي مهندسي اهميت فراواني دارد، روش‌هاي افزايش انتقال حرارت و عوامل موثر بر آن از قبيل خواص سيال و شرايط مرزي هندسه مورد مطالعه، موضوعات مهمي مي‌باشند كه بايد مورد بررسي قرار گيرند. نانوسيالات، به‌عنوان نوع جديدي از سيالات داراي ضريب انتقال حرارت بالا، تقاضاي فزآينده براي انتقال حرارت مناسب را با توجه به شرايط به‌كارگيري آن‌ها تا حدي تأمين مي‌كنند. يكي ديگر از راهكارهاي افزايش انتقال حرارت در مبدل‌هاي حرارتي، افزايش طول پيمايش سيال و ايجاد جريان‌هاي ثانويه مي‌باشد. از جمله ابزارهاي ايجاد چنين شرايطي، نوارهاي پيچشي هستند كه درون مبدل‌هاي حرارتي به‌كار گرفته مي‌شوند. اين نوارهاي داراي مشخصات هندسي مختلفي مي‌باشند و به‌صورت تجاري در دسترس هستند. مطالعات عددي در اين زمينه محدود مي‌باشد. علاوه بر اين تمام اين مطالعات به‌صورت تك‌فاز مي‌باشند. با توجه به دقت مطالعه دوفازي در اين زمينه مخصوصاً براي كسور حجمي بالا، در اين مطالعه از مدل دوفاز اويلري-لاگرانژي استفاده شده است. مشكل اوليه در شبيه‌سازي حاضر انتخاب يك مدل آشفتگي مناسب است كه هدف اين مطالعه مي‌باشد. پيشنهاد اين مدل آشفتگي راهنماي ساير محققان خواهد بود.