شبيه‌سازي عددي جريان جابجايي اجباري آرام همراه با آناليز توليد انتروپي در يك كانال داراي دو انبساط ناگهاني - روش انسداد كردن

در تحقيق حاضر، شبيه ‌سازي عددي جريان جابجايي اجباري آرام همراه با آناليز توليد انتروپي، در يك كانال دو بعدي و داراي دو انبساط ناگهاني مورد مطالعه قرار مي‌گيرند. اين دو انبساط، توسط چهار پله‌ شيب‌دار پسرو ايجاد شده و باعث به وجود آمدن جدايش جريان و نواحي گردابه‌اي مي‌شوند. نواحي گردابه‌اي ايجاد شده در كانال نيز، بطور قابل توجه‌اي بر نرخ انتقال حرارت و ميزان بازگشت ناپذيري جريان تأثير مي‌گذارند. اندازه زاويه شيب پله‌ها، يكي از مهم‌ترين پارامترهاي مؤثر بر كنترل نواحي گردابه‌اي، نرخ انتقال حرارت و ميزان بازگشت ناپذيري جريان است. در اين مطالعه، بعد از محاسبه ميدان‌هاي سرعت و دما، به بررسي اثرات شيب پله بر نواحي جدايش جريان، ضريب اصطكاك، عدد ناسلت، عدد توليد انتروپي و عدد بژان پرداخته مي‌شود. براي محاسبه ميدان‌هاي سرعت و دما، معادلات حاكم شامل معادلات بقاي جرم، ممنتوم و انرژي براي جريان تراكم ناپذير و پايا با استفاده از روش‌هاي حجم محدود و تكنيك‌هاي ديناميك سيالات محاسباتي حل مي‌شوند. براي شبيه‌سازي سطوح شيب‌دار پله‌هاي پسرو در مختصات كارتزين، از روش انسداد كردن (روش ناحيه غير فعال)، استفاده مي‌شود. همچنين، با استفاده از روابط مربوط به آناليز قانون دوم ترموديناميك، به محاسبه‌ي توليد انتروپي و ميزان بازگشت ‌ناپذيري جريان سيال پرداخته مي‌شود. در نهايت، تأثير عدد بريكمن بر عدد توليد انتروپي و عدد بژان به‌صورت نموداري بررسي مي‌شود.