استفاده از روش اغتشاشات هموتوپي براي بررسي نيمه تحليلي جريان سيالات غير‏نيوتني براي خنك‏سازي توربين

Using Homotopy-Perturbation Method for Semi-analytical Investigation of a Non-Newtonian Fluid Flow For Turbine Cooling Application

در اين مقاله، از يك تكنيك قدرتمند براي حل مسائل غيرخطي كه همان روش اغتشاشات هموتوپي است، استفاده شده، كه براي ارائه راه‏حل‏هاي نيمه تحليلي براي معادلات ديفرانسيل غيرخطي انتقال حرارت و شتاب سيال ذكر شده، براي كاربرد خنك سازي توربين خاص به كار برده مي‏شود. خنك كاري پره هاي توربين يك عمل اساسي و لازم براي بهره برداري مطمئن و بهينه از توربين است كه باعش مي شود پره هاي توربين در يك دماي مجاز كار كنند و نهايتاً منجر به افزايش عمر آن ها مي شود. علاوه بر اين، نتايج به دست آمده از مقادير مختلف ثابت ها، با هم مقايسه شده و راه‏حل پيشنهادي اثبات شده است. در عين حال، رابطه بين رينولدز و عدد پرانتل، مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج به دست آمده با روش عددي (Runge-Kutte 4th) مقايسه شده است تا نتيجه‎گيري‏ها را نه تنها براساس دقت راه‏حل، بلكه سادگي رويه‏ي آنها كه اثرات قابل توجهي بر زمانِ اختصاص داده شده براي حل پروسه دارند، به دست آورد.

In this article, a powerful technique for nonlinear problems, the homotopy perturbation method, is employed to give semi-analytical solutions for the nonlinear differential equations of heat transfer and momentum of the mentioned fluid for specific turbine cooling application. Cooling turbine blades is an essential and necessary process for safe and optimal operation of the turbine, which allows turbine blades to operate at a permitted temperature and ultimately leads to increase their lifetime. In addition, the results obtained from different values of constants, are compared and the proposed solution is proven. In the meantime, relationships between Reynolds and Prandtl numbers have been investigated. Results have been compared with numerical method (Runge–Kutte 4th) to achieve conclusions based on not only accuracy of the solution but also simplicity of their procedures which would have remarkable effects on the time devoted for solving process.