بررسي آناليز عددي جا به جايي مغشوش آب و گل حفاري درون محفظه مربعي با استفاده از روش‌هاي مختلف اغتشاش

Numerical Modeling of Turbulence Mixed Convection of Water and Drilling Mud inside a Square Enclosure by Various Turbulence Models

در پژوهش حاضر، پس از صحه‌گذاري روند حل، انتقال حرارت جا به جايي توام درهم گل حفاري (به عنوان سيال غير نيوتني) و آب (به عنوان سيال نيوتني) درون محفظه‌اي مربعي به صورت عددي و با استفاده از روش حجم محدود بررسي شده است. مدل‌هاي اغتشاش به كار رفته در اين پژوهش، مدل‌هاي معتبري چون RNG k-? Standard k-? ،و RSM بوده است. از نتايج اين پژوهش مشخص گرديد كه در حالت حاكميت جا به جايي طبيعي،‌ لايه مرزي سرعتي روي ديواره سرد تا حدودي نامتقارن بوده و سيال موجود در مركز محفظه، لايه لايه و ساكن باقي مي‌ماند. از نمودارهاي موجود نيز مشخص شد شدت درهمي براي حالت حاكميت جا به جايي اجباري بيشتر از حالت حاكميت جا به جايي طبيعي است. همچنين بيشينه شدت اغتشاش براي گل حفاري بيشتر از آب است. به عنوان يكي از اصلي‌ترين نتايج اين مطالعه، مي‌توان گفت كه در شرايط مشابه،‌ عدد ناسلت براي سيال آب بسيار بيشتر از عدد ناسلت براي گل حفاري است كه اين خود نشان دهنده بيشتر بودن انتقال حرارت جابه‌جايي براي سيال آب در مقايسه با گل حفاري است.

In the current study, after validating the accuracy of the current solution, mixed convection heat transfer in a square enclosure for drilling mud-as a non-Newtonian fluid-and water-as a Newtonian fluid—is investigated by finite volume method. The turbulence methods used in this study are the reliable methods such as RNG , standard, and RSM. The outcome of the investigation implies that under natural convection conditions, velocity boundary layer is somewhat asymmetrical on the cold wall and the fluid at the center of enclosure remains stratified and still. The existing graphs also indicate that the turbulence intensity is higher for forced convection than natural convection. Also, the maximum turbulence intensity is greater for drilling mud than water. One of the most prominent outcomes to be named is that, under similar circumstances, the Nusselt number for water is far more than the one for drilling mud, which confirms that convection heat transfer is greater in the water than the drilling mud.