بررسي تأثير ميدان مغناطيسي، تغييرات شيب و شرط مرزي دمايي ديواره بر انتقال حرارت جابجايي طبيعي آب درون محفظه‌ي مانع دار

Investigating the effect of magnetic field, slope variations and wall temperature boundary conditions on the natural convection in the cavity with obstacle filled with water

در كار حاضر، اثر ميدان مغناطيسي بر انتقال حرارت جابجايي طبيعي با استفاده از روش شبكه بولتزمن شبيه‌سازي شده است. ديواره‌ عمودي سمت چپ محفظه در دماي ثابت گرم و ديواره عمودي سمت راست محفظه داراي سه شرط مرزي دمايي مختلف (1- دماي ثابت سرد، 2- دماي خطي و 3-دماي ثابت گرم) است. دو ديواره ديگر محفظه در دماي ثابت سرد قرار دارند. مانعي لوزي شكل كه در مركز محفظه قرار دارد در چهار حالت مختلف (1- سرد، 2- رسانا، 3- آدياباتيك و 4- گرم) بررسي مي‌شود. همچنين ديواره پاييني محفظه در سه شيب متفاوت مورد ارزيابي قرار مي‌گيرد. تأثير پارامترهاي عدد رايلي، عدد هارتمن، شيب ديواره، شرط مرزي دمايي مختلف ديواره و مانع لوزي شكل، بر روي انتقال حرارت جابجايي طبيعي بررسي شده است. نتايج نشان مي‌دهد با ثابت ماندن تمامي پارامترها، افزايش شيب ديواره و عدد رايلي منجر به افزايش انتقال حرارت مي‌شود. با تغيير شرايط مرزي دمايي ديواره‌ها و مانع مي‌توان بر روي ميزان انتقال حرارت تأثيرگذار بود. بعلاوه افزايش قدرت ميدان مغناطيسي سبب كاهش عدد ناسلت متوسط مي‌شود كه اين تأثير در شرايط مختلف، متفاوت است.

In this article, the magnetic field effect on the natural convection heat transfer is simulated via LBM. The vertical wall of the left side of the cavity is at a constant hot temperature, while the vertical wall of the right side of the cavity has three different temperature boundary conditions, 1) constant cold temperature, 2) linear temperature and 3) constant hot temperature. A lozenge-shaped obstacle located in the center of the cavity is examined in four different modes, 1) cold, 2) conducting, 3) adiabatic, and 4) hot. The bottom wall of the cavity is also evaluated in three different slopes. The results show that increasing the slope of the wall and the Rayleigh number by unchanged all the parameters leads to an increase in heat transfer. Also, changing the boundary temperature of the walls and the obstacle can affect the amount of heat transfer. In addition, increasing the strength of the magnetic field reduces the average Nusselt number, which differs in different conditions.