شبیه‌سازی انتقال حرارت جابه‌جایی ترکیبی آشفته فلز مایع LBE با استفاده از مدل‌های توربولانسی و مقایسه با نتایج DNS

نوع مقاله : مقاله مستقل

نویسندگان

1 دانشگاه کاشان

2 دانشکده مهندسی مکانیک ، دانشگاه دولتی کاشان، کاشان، ایران

3 دانشکده مهندسی مکانیک ، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

10.22044/jsfm.2026.16871.4012

چکیده

در این پژوهش، رفتار جریان آشفته و انتقال حرارت در یک کانال قائم تحت اثرات شناوری و در حضور اعداد ریچاردسون مختلف (0.25، 0.5 و 1) بررسی شد. نتایج نشان دادند که با افزایش عدد ریچاردسون، نقش نیروهای شناوری در تغییر الگوهای جریان و میدان حرارتی پررنگ‌تر می‌شود. در شرایط Ri=0.25، سرعت جریان در سمت همسو افزایش و در سمت مخالف کاهش یافت؛ در این حالت، مدل‌های SST k-ω و BSL k-ω نزدیک‌ترین همخوانی را با داده‌های DNS داشتند. با افزایش عدد ریچاردسون به Ri=0.5، مدل‌های SST k-ω، BSL k-ω و k-ε Re-Enhanced در نزدیکی دیواره گرم دقت مناسبی داشتند، در حالی که تنها SST k-ω توانست رفتار DNS را در نزدیکی دیواره سرد بازتولید کند. در حالت Ri=1، مدل‌های SST k-ω و k-ε Re-Enhanced بهترین بازتولید از نتایج DNS را ارائه دادند و مدل BSL k-ω با وجود اختلاف نسبی، روند کلی سرعت را حفظ کرد. تحلیل نتایج نشان داد که مدل SST k-ω با افزایش عدد ریچاردسون، دقت بیشتری پیدا کرده و بهترین تطابق را با داده‌های مرجع ارائه می‌دهد. در نهایت، تحلیل عملکرد مدل GEKO بیانگر آن بود که با تنظیم پارامتر CNW، دقت پیش‌بینی‌ها به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابد؛ به‌ویژه با کاهش CNW تا 2- در نزدیکی دیواره گرم و افزایش آن تا 2.5+ در نزدیکی دیواره سرد، نتایج بهبود یافته و در برخی موارد حتی نزدیک‌تر از سایر مدل‌ها به داده‌های DNS بودند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مکانیک سازه ها و شاره ها
دوره 16، شماره 4
مهر و آبان 1405
صفحه 15-34

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار