اندركنش سيال-جامد و انتقال حرارت درون محفظۀ شيب‌دار با پرۀ ارتجاعي

در اين مطالعه اثرات برهم كنش دوطرفه سيال هوا با يك پرۀ ارتجاعي لاستيكي در يك محفظۀ شيب‌دار به روش عددي مدل سازي شده است. ديوار هاي بالا و پايين محفظه عايق، ديوار سمت چپ گرم و ديوار سمت راست محفظه، سرد است. هدف اين است كه به بررسي نرخ انتقال حرارت از ديوار گرم با محاسبۀ عدد ناسلت و تنش فون‌ميزز در ريشۀ پره در شيب‌هاي مختلف محفظه بپردازيم. بدين منظور هندسۀ حل در محيط نرم‌افزار وركبنچ مدل‌سازي شد. براي حل جريان جابجايي مغشوش (Ra 10^7) از مدل k-ɛ استفاده‌ شده است. در گام نخست تأثير وجود پرۀ ارتجاعي در مقايسه با پرۀ صلب بررسي شد و مشخص شد كه مقادير عدد ناسلت به‌عنوان نرخ انتقال حرارت از ديوار گرم براي پرۀ ارتجاعي ۵ درصد بيشتر از پرۀ صلب است. سپس تأثير شيب محفظه بر ميزان انتقال حرارت و عدد و تنش فون ميزز در ريشۀ پره بررسي شد. نتايج به‌دست‌آمده حاكي از آن است انتقال حرارت در ديوارۀ گرم با افزايش شيب محفظه از a=0.01 تا a=0.035 حدود ۴ درصد افزايش مي‌يابد، حداكثر عدد ناسلت در شيب a=0.035 به‌دست آمد كه مقدار بيشنه آن ۴۰ است. همچنين ديده شد كه مقدار تنش فون ميزز در ريشۀ پره در محفظه با شيب a=0.035 ۴۰ درصد بيشتر از تنش فون‌ميزز در ريشۀ پره در محفظه با شيب a=0.01  است. مقدار تنش فون ميزز ريشۀ پرۀ نوسانات شديدي متحمل مي‌شود و به سمت يك عدد ثابت ميل مي‌كند و بعد از چند ثانيه به يك حالت پايا مي‌رسد.