مطالعه تاثير سرعت در مرزي متحرك محفظه‌هاي دو بعدي بر انتقال حرارت جابه‌جايي تركيبي گازهاي تابشي به روش عددي

Investigation of lid-driven speed on mixed convection heat transfer in two dimensional cavities containing radiating gases by numerical method

در مطالعه حاضر، جريان آرام جابه‌جايي تركيبي در حضور گاز تشعشعي در يك محفظه شيب‌دار دو‌بعدي با در مرزي متحرك به‌صورت عددي مورد تجزيه و تحليل قرار گرفته است. سيال عامل مانند يك محيط خاكستري با توانايي جذب، صدور و پخش تشعشع رفتار مي‌كند. معادلات حاكم شامل معادله پيوستگي، مومنتوم و انرژي توسط روش حجم محدود گسسته و با استفاده از الگوريتم سيمپل حل مي‌شوند. براي محاسبه جمله تشعشع در معادله انرژي، معادله انتقال تشعشع به‌صورت عددي و با استفاده از روش راستاهاي مجزا، حل شده و توزيع شار تشعشعي داخل جريان گاز محاسبه مي‌شود. اثر تغيير در سرعت در مرزي متحرك، بر رفتار ترموهيدروديناميكي يك محفظه دو‌بعدي مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج حاصل به‌صورت رسم خطوط جريان، خطوط دما ثابت، توزيع عدد ناسلت جابه‌جايي و كل بر ديوار پايين محفظه گزارش شده است. نتايج نشان مي‌دهد كه افزايش عدد رينولدز منجر‌به توزيع دماي به نسبت يكنواختي در گستره وسيعي از محفظه خواهد شد كه در زواياي شيب 30° و 60° درجه، يكنواختي توزيع دما بيشتر است كه در پي آن كاهش انتقال حرارت از سطوح محفظه حاصل مي‌شود.

This study presents a numerical investigation for laminar mixed convection flow of radiating gases in an inclined lid-driven cavity. The fluid is treated as a gray, absorbing, emitting and scattering medium. The governing differential equations consisting of the continuity, momentum and energy are solved numerically by the computational fluid dynamics (CFD) techniques to obtain the velocity and temperature fields. Discretized forms of these equations are obtained by the finite volume method and solved using the SIMPLE algorithm. Since the gas is considered as a radiating medium, besides convection and conduction, radiative heat transfer also takes place in the gas flow. For computation of the radiative term in the gas energy equation, the radiative transfer equation (RTE) is solved numerically by the discrete ordinate method (DOM). The effect of lid driven speed on the thermohydrodynamic behavior of two-dimensional cavity is carried out. Results are shown as contours of isotherms, streamlines and distributions of convective and total Nusselt numbers along the bottom wall of cavity. It is revealed that increase in Reynolds number causes almost uniform temperature distribution in cavity, especially for 30° and 60° inclination angles.