بررسي عددي تاثير مفتول كنترلگر روي مشخصه‌هاي جريان سيال-گرما حول استوانه دايروي محصور در كانال

Effect of a Controller Wire on the Hydro-thermal Characteristics Around Circular Cylinder in a Channel: Numerical Study

در پژوهش حاضر تأثير حضور مفتول دايروي در مقايسه با استوانه بدون مفتول روي پارامترهاي ضريب پسا و انتقال گرما برآورد شده و سپس تأثير قطر و زاويه قرارگيري مفتول بررسي مي­شود. معادلات پيوستگي، مومنتوم و انرژي به­ همراه شرايط مرزي با روش حجم كنترل حل شده است. براي گسسته‌سازي عبارتهاي جابجايي از طرح بالا دست مرتبه دوم و براي پيوند سرعت و فشار الگوريتم PISO به­ كار رفته­ است. موقعيت زاويه اي قرارگيري مفتول، گستره 0 تا 180 درجه از نقطه سكون جلويي و نسبت قطر مفتول به قطر استوانه مقادير 0/05 تا 0/4 در عددهاي رينولدز جريان آرام كار شده است. افزودن مفتول تا موقعيت زاويه اي 90ᵒ درجه موجب كاهش انتقال گرما نسبت به استوانه ساده مي‌شود اما بعد از اين زاويه، انتقال گرما نسبت به حالت ساده افزايش مي يابد. همچنين با كاهش عدد رينولدز تاثير افزودن مفتول بيشتر مي­ گردد.

In this work, the effect of a controller wire on the hydro-thermal flow characteristics around a circular cylinder in a channel was studied. The two-dimensional unsteady and incompressible flow with heat transfer was investigated by solving the Navier-Stokes and energy equations using control volume methodology. The second-order upwind scheme is used to discretize convective terms. The discretized equations are solved by PISO algorithm. The angular position for the wire investigated from 0° to 180° from the forward stagnation point and the diameter ratio for wire and the cylinder is set at 0.05 to 0.4, in laminar Reynolds numbers. The surface Nusselt number of cylinder is increased by adding a wire on the cylinder surface between 90ᵒ and 180ᵒfrom the forward stagnation point. In addition, as the Reynolds number decreases, the effects of adding a wire on the main cylinder are becoming stronger.