شبيه‌سازي عددي و بهينه‌سازي ضريب انتقال‌حرارت و توليد انتروپي در جابجايي‌آزاد ميان دو استوانه غيرهم‌مركز

پژوهش حال حاضر به مطالعه‌ي عددي جريان جابجايي آزاد مابين دو استوانه‌ي دما ثابت داراي خروج از مركز نسبي مي‌پردازد. استوانه‌ي دما ثابت داخلي دماي بالاتري نسبت به استوانه‌ي خارجي دارد. اثر خروج از مركز نسبي و نحوه‌ي قرارگيري دو استوانه نسبت به يكديگر بر ضريب انتقال حرارت متوسط از روي سطح استوانه‌ي داخلي و همينطور توليد انتروپي درون دامنه‌ي حل مسئله بررسي و بهينه‌سازي مي‌شود. نتايج نشان مي‌دهند كه زماني كه ديواره‌ي دو استوانه به يكديگر خيلي نزديك شوند، به علت تشديد گراديان‌هاي دمايي مقدار ضريب انتقال حرارت به شدت افزايش مي‌يابد. همچنين مشاهده مي‌شود كه در محدوده‌ي 0 ε⁄L≤0.9، خروج از مركز استوانه داخلي باعث افزايش ضريب انتقال حرارت متوسط تا حداكثر 25٪ نسبت به حالت استوانه‌هاي هم‌مركز مي‌شود. يك بهينه‌سازي دوهدفه نيز به منظور دستيابي به دسته پاسخ‌هاي بهينه‌ي بيشينه ضريب انتقال حرارت و كمينه توليد انتروپي متوسط صورت گرفته و مورد بحث قرار مي‌گيرد و معادله‌ي تعيين‌كننده‌ي پاسخ‌هاي بهينه‌ي پارتو به ازاي قيود مطرح شده در مسئله‌ي بهينه‌سازي ارائه مي‌شوند. با استفاده از روش تصميم‌گيري نهايي لينمپ، تك نقطه‌اي به مختصات ε/L=0.74 و ϕ=-39° به عنوان نقطه‌ي انتخابي با بيشينه ضريب انتقال حرارت و كمينه توليد انتروپي پيشنهاد مي‌گردد.