شبيه سازي عددي جريان، انتقال حرارت جابجايي آزاد و كسر حجمي نانوذرات داخل حفره ذوزنقه اي با استفاده از مدل بونگيورنو

در اين مقاله، جريان همرفتي نانوسيال آب و نانوذرات اكسيد آلومينيوم داخل حفره ذوزنقه با استفاده از مدل دوفاز بونگيورنو به صورت عددي شبيه‌سازي شد. اثر تغيير زاويه اضلاع جانبي محفظه ذوزنقه‌اي بر انتقال حرارت، جرم و مومنتوم مورد بررسي قرار گرفته شده است. معادلات حاكم بر مسئله، معادلات مومنتوم، انرژي و انتقال كسر حجمي نانوذرات مي‌باشند كه به همراه شرايط مرزي به روش حجم محدود و الگوريتم سيمپل حل شده‌اند. براي گسسته‌سازي ترم‌هاي جابجايي و پخش به ترتيب از الگوهاي بالادست و تفاضل مركزي استفاده شده است. ديواره‌هاي چپ و راست حفره دماي ثابت داشته و ديواره‌هاي بالا و پايين عايق حرارتي مي‌باشند. زاويه شيب اضلاع جانبي )چپ و راست( مابين 0 ، 30 و 45 درجه و عدد رايلي بين 100 تا 10000 و كسر حجمي نانوذرات از 01 / 0 تا 04 / 0 متغير مي‌باشد. نتايج نشان مي‌دهد كه در اعداد رايلي پايين به ازاي مقدار نانوذرات يكسان، با افزايش زاويه اضلاع از صفر به 45 درجه، عدد نوسلت و به تبع آن انتقال حرارت به ميزان متوسط 81 درصد كاهش مي‌يابد. از طرفي با افزايش عدد رايلي، براي محفظه در زاويه 30 درجه حالت بهينه حاصل و عدد نوسلت به ميزان 5/ 5 درصد، نسبت به محفظه مربعي و 8/ 6 درصد نسبت به حالت 45 درجه افزايش مي‌يابد. همچنين نتايج، توزيع نسبتا يكنواختي براي نانوذرات در رايلي‌هاي بالا در تمامي محفظه‌ها با زاويه اضلاع مختلف نشان مي‌دهد.