Lattice Boltzmann Simulation of Nanofluids Natural Convection Heat Transfer in Concentric Annulus

اين مطالعه روش شبكه بولتزمن را براي بررسي جريان جابه‌جايي طبيعي درون سيلندر حلقوي هم‌مركز با استفاده از نانوسيال به كار گرفته است. در محاسبات دما و سرعت براي مرزهاي منحني شكل از دقت مرتبه دوم استفاده شده است. سيال موجود بين سيلندرها متشكل از آب به همراه نانوذرات جامد مختلف از جنس مس (Cu) ، اكسيد آلومينيم (Al2O3)، اكسيد تيتانيم (TiO2) و نقره (Ag) مي باشد. نانو سيال در اين جا يك مخلوط دو جريي تك فاز تراكم‌ناپذير با خواص ترموفيزيكي متفاوت است. نتايج اين مدل با داده هاي آزمايشگاهي مقايسه، و تطابق بسيار خوبي بين آنها مشاهده شد. نتايج نشان مي‌دهد كه نوع نانوسيال عامل كليدي در افزايش انتقال حرارت است.در اين مطالعه بيشترين درصد افزايش انتقال حرارت با به كارگيري نانوذرات نقره به دست آمد.

This study is applied Lattice Boltzmann Method to investigate the natural convection flow utilizing nanofluids in a concentric annulus. A numerical strategy presents for dealing with curved boundaries of second order accuracy for both velocity and temperature fields. The fluid between the cylinders is a water-based nanofluid containing different types of nanoparticles: copper (Cu), alumina (Al2O3), titanium oxide (TiO2) and silver (Ag). The nanofluid is a two component mixture modeled as a single-phase incompressible fluid with the different thermophysical properties. This investigation compared with other experimental and found to be in excellent agreement. Result shows The type of nanofluid is a key factor for heat transfer enhancement. In this study the highest values of percentage of heat transfer enhancement are obtained when using silver nanoparticle.