@article { author = {Shahriari, A.R. and Jahantigh, N.}, title = {Numerical study of effect of uniform sinusoidal roughness elements on nanofluid natural convection, using lattice Boltzmann method}, journal = {Journal of Solid and Fluid Mechanics}, volume = {8}, number = {4}, pages = {273-286}, year = {2018}, publisher = {Shahrood University of Technology}, issn = {2251-9475}, eissn = {2251-9483}, doi = {10.22044/jsfm.2019.7164.2684}, abstract = {In this paper, the effect of uniform sinusoidal roughness elements on natural convection heat transfer of nanofluids within an enclosed cavity is studied by adopting the lattice Boltzmann Model. The uniform sinusoidal roughness elements are presented on the vertical walls, while the Right and left walls are kept at hot and cold constant temperatures, respectively. The variation of density is slight thus; hydrodynamics and thermal fields equations are coupled using the Boussinesq approximation. Effective viscosity and thermal conductivity of nanofluid are obtained using KKL model implementing Brownian motion of nanoparticles. The velocity and temperature distribution are both solved by D2Q9 scheme by using a Fortran code. The study have been carried out for Rayleigh number, location of roughness elements, frequency of roughness elements, dimensionless amplitude of uniform sinusoidal roughness elements and various volume fractions of Al2O3 nanoparticles in the base water fluid. Results show that the heat transfer increases with the increment of Rayleigh number and nanoparticles volume fractions, but Nusselt number decreases by the increment of the frequency of roughness elements and dimensionless amplitude of uniform sinusoidal roughness elements. The rate of increase or decrease of Nusselt number is a function of roughness elements locations.}, keywords = {Nanofluid,Uniform Sinusoidal Roughness,Natural Convection,Lattice Boltzmann Method,Brownian motion}, title_fa = {مطالعه عددی تأثیر زبری های یکنواخت سینوسی بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی نانوسیال در محفظه مربعی به ‌روش شبکه بولتزمن}, abstract_fa = {در این مقاله، تأثیر زبری‌های یکنواخت سینوسی بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی نانوسیالها در محفظه بسته به روش شبکه بولتزمن مورد مطالعه قرار گرفته است. دیواره‌های جانبی چپ و راست محفظه دارای زیری‌های یکنواخت سینوسی بوده و به ترتیب در دماهای گرم و سرد قرار گرفته‌اند. تقریب بوزینسک که برای تغییرات جزئی چگالی استفاده شده است، باعث تأثیرپذیری میدان‌های هیدرودینامیکی و حرارتی از همدیگر می‌گردد. ویسکوزیته و هدایت حرارتی مؤثر نانوسیال‌ با مدل KKL محاسبه شده است که تأثیر حرکت براونی ذرات را لحاظ می‌کند. برای توابع توزیع سرعت و دما، مدل شبکه D2Q9 بکار رفته و از یک کد به زبان فرترن استفاده شده است. اثر تغییر پارامترهایی نظیر عدد رایلی، محل قرارگیری زبری‌ها، تعداد زبری‌ها، دامنه بی‌بعد زبری‌ها و کسر حجمی‌ها مختلف از نانوسیال‌ آب-اکسید آلومینیم بر روی میدان‌های جریان و دما مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهند که افزایش عدد رایلی و افزایش کسر حجمی، انتقال حرارت را افزایش می‌دهند اما افزایش تعداد و دامنه بی‌بعد زبری‌ها سینوسی یکنواخت عدد ناسلت میانگین را کاهش می‌دهند. نرخ افزایش و کاهش عدد ناسلت میانگین نیز تابع محل قرارگیری زبری‌ها سینوسی است.}, keywords_fa = {نانوسیال,زبری سینوسی یکنواخت,جابجایی طبیعی,روش شبکه بولتزمن,حرکت براونی}, url = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1424.html}, eprint = {https://jsfm.shahroodut.ac.ir/article_1424_7d49c909478fcc43946d6159a0bfb590.pdf} }