شبيه سازي عددي جريان و انتقال حرارت آشفته در جت نوساني برخوردي به سطح مقعر نامتقارن

Numerical Simulation of Turbulent Flow and Heat Transfer from Pulsating Impinging Jet to Asymmetrical Concave Surface

اين مقاله در مورد تحليل عددي جريان و انتقال حرارت آشفته در يك جت شياري برخوردي نوساني به سطح مقعر نامتقارن بحث مي كند. در اين راستا، معادلات متوسط‌گيري شده براي جريان تراكم ناپذير آشفته در حالت غير دايم به همراه مدل آشفتگي k-?? RNG در يك فضاي محاسباتي دو بعدي حل شده اند. تاثير فركانس نوسان، دامنه نوسان، انحناي سطح، فاصله جت تا سطح برخورد و عدد رينولدز جت بر توزيع متوسط زماني عدد ناسلت سطح مقعر نامتقارن، مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه در مقايسه با جت پايا، استفاده از جت نوساني در محدوده فركانس 40 تا 160 هرتز، باعث افزايش ميانگين انتقال حرارت از سطح مي شود. همچنين با افزايش عدد رينولدز از 4000 به 8000 و افزايش دامنه نوسان از 4/0 تا 1، متوسط زماني عدد ناسلت افزايش مي‌يابد. اين در حالي است كه افزايش فاصله ورودي جت از سطح برخورد، منجر به كاهش مقدار متوسط زماني عدد ناسلت مي شود.

In this study, the numerical analysis of turbulent flow and heat transfer of oscillating impinging slot jet on an asymmetric concave surface is investigated. In this way, the averaged Navier-Stokes equations for turbulent incompressible flow in an unsteady state are solved by the k-? RNG turbulence model in a 2D computational space. The effects of oscillation frequency, oscillation period, curved surface, jet distance to surface, and jet Reynolds number on time-averaged Nusselt number distribution in the asymmetrical concave surface are also studied. The results obtained show that applying the pulsating jet in the range of 40-160 Hz can increase the heat transfer from the concave surface in comparison with the steady jet. Moreover, increasing Re Number from 4000 to 8000, and oscillation period from 0.4 to 1, lead to increase in the time-averaged Nusselt number, although with increase in the distance between jet and concave surface, the time-averaged Nusselt number decreases.