بررسي انتقال حرارت در فوم‌هاي فلزي در حضور جابجايي اجباري و تشعشع حرارتي به روش اغتشاش هموتوپي

Investigation of the forced convection heat transfer in the presence of radiation in metal foams using HPM

جريان اجباري در محيط متخلخل فلزي اشباع از سيال در حضور تشعشع حرارتي به كمك روش اغتشاش هموتوپي بررسي مي‌شود. مدل دارسي-برينكمن براي جريان سيال در محيط متخلخل براي ديدن تاثيرات ديواره استفاده مي‌شود. شار حرارتي ثابتي به ديواره كانال وارد و انتقال حرارت تشعشعي به كمك هدايت حرارتي متغير با دما مدلسازي مي‌شود. در مطالعه حاضر براي اولين بار مساله انتقال حرارت غير خطي همبسته جابجايي-تشعشع به كمك يك روش نيمه تحليلي حل مي‌شود. تاثيرات پارامترهاي تشعشعي λ) و Tr) و پارامتر شكل محيط متخلخل (s) روي عدد ناسلت و پروفيل دماي بدون بعد بررسي و نشان داده مي‌شود كه محيط متخلخل و تشعشع حرارتي باعث افزايش ميزان انتقال حرارت خواهد شد. همچنين بر دقت روش اغتشاش هموتوپي و محدوديت‌هاي آن نيز بحث خواهد شد.

Forced convection heat transfer in metal foams in the presence of radiation heat transfer is studied using the homotopy perturbation method (HPM). To see wall effects, Darcy-Brinkman model for the flow in porous media is used. A constant heat flux is imposed at the wall and the radiation heat transfer is modeled by a temperature-dependent conductivity. In the present study the case of conjugate convection and radiation heat transfer is analyzed by a semi-analytical approach for the first time. Effects of the radiation parameters (λ, Tr) and porous medium shape parameter (s) on the Nusselt number and dimensionless temperature profile are investigated. Moreover, a discussion on the accuracy and limitations of the HPM method will be presented.