حل جریان لایه مرزی جابجایی اجباری نانوسیال بر استوانه متخلخل با روش شوتینگ گروه لای

استفاده از نانوسیال در محیط های متخلخل به عنوان یکی از موثرترین روش های افزایش میزان انتقال حرارت مطرح گردیده است. در این نوشتار، جریان لایه مرزی جابجایی اجباری بر استوانه ای واقع در محیط متخلخل که با نانوسیال پر شده است، به صورت عددی و با روش شوتینگ گروه لای بررسی شده است. معادلات حاکم ابتدا از طریق پارامتر هم شکلی مناسب به معادلات دیفرانسیل معمولی تبدیل شده اند. آن گاه با استفاده از الگوریتم ساده و تکرار شونده گروه لای و چندین مرحله تکرار، مقدار مناسب پارامتر هم شکلی به گونه ای تعیین می شود که مسئله مقدار مرزی به مسئله مقدار اولیه با مقادیر اولیه معلوم تبدیل گردد. مقایسه های انجام شده نشان از دقت و کارآیی بالای روش گروه لای دارد. تحلیل هایی که برای سیال پایه آب و روغن موتور و در حضور نانوذرات اکسید آلومینم صورت گرفته است، نشانگر افزایش میزان انتقال حرارت با افزودن نانوذرات می باشد. مقادیر ضرایب انتقال حرارت برای دو سیال پایه نامبرده تقریبا نزدیک به هم، ولی در همه موارد برای روغن موتور کمی بزرگتر می باشد؛ به طوری که برای استوانه ای با پارامتر خمیدگی معادل 1 / 0 و با افزودن نانوذرات اکسید آلومینم با کسر حجمی 0 / 2 در سیال پایه آب و روغن موتور، می توان ضریب انتقال حرارت را به ترتیب 35 و 47 درصد افزایش داد. همچنین، نتایج حاکی از آن است که میزان افزایش انتقال حرارت ناشی از حضور نانوسیال برای استوانه هایی با شعاع کوچکتر، بیشتر است در مطالعه حاضر، اثر مدل KKL بر میدان جریان سیال و انتقال حرارت نانوسیال آب- مس در جابه جایی در محفظه ی مثلثی قائم الزاویه به صورت عددی بررسی شده است. وتر محفظه مثلثی در دمای T، بخشی از دیواره ی پایینی در دمای In > T ) T ) و بقیه آن عایق می باشد. دیواره ی قائم محفظه عایق و متحرک در جهت پایین است. برای تحلیل جابه جایی ترکیبی از یک کد کامپیوتری به زبان فرترن بر اساس روش حجم محدود و الگوریتم سیمپلر استفاده شده است. مطالعه برای کسر حجمی نانوذرات ، 0 / 02 و 0 / 04، عدد ریچاردسون 0 / 1، 1 و 100، عدد گراشف 104 انجام شده است. در تمامی اعداد ریچاردسون، عدد ناسلت متوسط با افزایش کسر حجمی افزایش می یابد. مدل KKL مقادیر بیشتری برای ضریب هدایت حرارتی نانوسیال تخمین زده و مقادیر بالاتری را برای عدد ناسلت متوسط پیش بینی می کند.