مروری بر شبیه سازی عددی انتقال حرارت جوشش استخری با تمرکز بر مشخصه های ساختاری سطح در نرم افزار تجاری انسیس فلوئنت

مهندسی مکانیک و ارتعاشات

دوره 11، شماره 3 - شماره پیاپی 40، آذر 1399، صفحه 56-73   

نوع مقاله: مقاله مروری

نویسندگان

ارمیا ضرغام¹؛ محمد حسن نوبختی^{* 2}؛ مرتضی خیاط³

¹گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، تهران، ایران

²عضو هیئت علمی، گروه مهندسی مکانیک، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

³عضو هیئت علمی، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

چکیده

جریان‌های چند فازی نظیر جوشش استخری، مسائلی چند فیزیکی - چند مقیاسی پیچیده‌ای هستند و نیازمند انبوهی از تکنیک‌های عددی برای فیزیک‌های مختلف حل اند که برای مجموعه خاصی از پارامترهای جریان و رژیم‌های مختلف با هم ترکیب شده اند. به همین دلیل هنوز یک راه حل عددی کاملاً تثبیت شده برای انجام شبیه سازی‌های پیش بینی کننده و به خوبی معتبر شده به طور شفاف تعریف نشده است. هدف اصلی از انجام این پژوهش، جمع بندی روش‌ها و اصول اساسی شبیه سازی عددی جوشش استخری و تبیین کلیۀ مراحل اجراء و پیاده سازی آن در نرم افزار انسیس فلوئنت به گونه ای صریح و شفاف است. در این پژوهش، جزئیات مدل‌های عددی و نتایج بدست آمده برای ناحیه جوشش هسته‌ای جهت تحلیل دینامیک تک حباب و محاسبه شار حرارتی بحرانی ارائه شده است و تأثیر پارامترهایی مانند سوپرهیت دیواره، زیرسردی مایع، زاویه تماس و مشخصه های ساختاری سطح بر ضریب انتقال حرارت و شار حرارتی را نیز شامل می شود. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که شبیه سازی‌‌های عددی تطابق نسبتاً خوبی با داده‌های آزمایشگاهی و تجربی دارد.

کلیدواژه‌ها

شبیه سازی عددی؛ انتقال حرارت جوشش استخری؛ دینامیک حباب؛ سطوح اصلاح شده؛ مدل حجم سیال

مراجع