شبيه‌سازي عددي جريان سيال همراه با انتقال حرارت از استوانه دايره‌اي نزديك سطح آزاد

دراين پژوهش، جريان سيال همراه با انتقال حرارت در حالت ‏آرام بر روي استوانه ساكن نزديك ‏سطح آزاد بصورت عددي و با ‏روش حجم محدود مورد‎ ‎بررسي قرار گرفته است.‏ به منظور رديابي ‏سطح آزاد از روش صريح كسر حجمي سيال ‏ استفاده شده است. ‏اثر پارامترهاي مختلف مانند عدد فرود (1، 55/0، 30/0 = Fr) ‏‎و ‏عمق غوطه‌وري (1، 60/0، 40/0 = h/D‏) بر مشخصات ‏هيدروديناميكي و حرارتي مطالعه شده است. نتايج نشان مي‌دهد ‏كه تغييرات عدد فرود تاثيرات قابل توجهي بر سطح آزاد و ضريب ‏پسا دارد در حالي كه عمق غوطه وري بيشتر بر ضريب برآ اثرگذار ‏است. كاهش عمق غوطه‌وري نقش قابل توجهي در سركوب ريزش ‏گردابه‌ها در پشت استوانه دارد. در اعداد فرود ‏‎55/0و ‏‎00/1‎، با ‏نزديك شدن استوانه به سطح آزاد، تعاملات جريان عبوري از روي ‏استوانه و سطح آزاد بيشتر بوده و اختلاط بين فازها در زمان ‏كمتري رخ مي‌دهد. درحالي كه كمترين تغييرات سطح آزاد در عدد ‏فرود ‏‎30/0‎‏ مشاهده شد. با افزايش فاصله استوانه از سطح آزاد، اثر ‏عدد فرود بر انتقال حرارت كاهش مي‌يابد.