دانشگاه صنعتی امیرکبیر نشریه مهندسی مکانیک امیرکبیر 2008-6032 47 1 2015 08 23 Immersed Boundary–Thermal Lattice Boltzmann Method with Sharp Interface: Heat Transfer of Non-Newtonian Fluid over a Cylinder روش مرز غوطه‌ور– شبکه بولتزمن حرارتی با الگوریتم میانیاب شارپ: انتقال حرارت سیال غیرنیوتنی از سیلندر 69 80 464 10.22060/mej.2015.464 FA امین امیری دلوئی دانشجوی دکتری، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران محسن نظری استادیار، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران محمدحسن کیهانی استاد، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران Journal Article 2014 04 17 In the current study, the problem of heat transfer in non-Newtonian fluid flow over a cylinder has been simulated using the Immersed Boundary – thermal lattice Boltzmann method and direct forcing algorithm. The sharp interface scheme isused to transfer the values of velocity and temperature between the fluid Eulerian and boundary Lagrangian nodes. In order to consider the effects of both discrete grid and boundary forces (thermal forces), the split-forcing lattice Boltzmann method is developed for non-Newtonian power-law fluids. A simple technique for calculating the Nusselt number based on the sharp immersed boundary method is extracted. Heat transfer of different fluid regimes consist of steady and unsteady flow in wide ranges of Reynolds numbers (20<Re<80) and power-law indices (0.6<n<1.4) has been investigated. It is found that the increment of the shear-thinning and shear-thickening behavior of the fluid leads to an increase and decrease of heat transfer rate of immersed body, respectively. In future studies, the proposed algorithm will be used as a suitable method for thermal modeling of moving bodies in non-Newtonian fluids. در مطالعه حاضر، مساله انتقال حرارت در سیال غیرنیوتنی گذرنده از روی یک سیلندر دایروی با استفاده از روش ترکیبی مرز غوطه­ور- شبکه بولتزمن حرارتی و طرح اعمال نیروی مستقیم مورد بررسی قرارگرفته است. الگوریتم میانیابی شارپ به منظور تبادل مقادیر دما و سرعت بین گره­های واقع در دامنه سیال و نقاط روی مرز مانع استفاده شده است. به منظور در نظر گرفتن همزمان اثرات  گسستگی شبکه و عبارت نیرویی (یا حرارتی) ناشی از وجود مرز داغ، روش اعمال نیروی چندگانه برای سیالات غیرنیوتنی توانی توسعه داده شده است. یک روش ساده برای محاسبه عدد ناسلت بر مبنای پارامترهای محاسبه شده در روش مرز غوطه‌ور شارپ استخراج گردیده است. انتقال حرارت در رژیم­های مختلف جریان شامل جریان­های پایا و ناپایا در محدوده وسیعی از اعداد رینولدز (80> Re >20) و شاخص­های مدل سیال غیرنیوتنی توانی (4/1> n > 6/0) بررسی شده است. مشخص گردید که با افزایش خواص رقیق برشی و ضخیم برشی در سیالات به ترتیب افزایش و کاهش نرخ انتقال حرارت از مرز غوطه­ور را شاهد خواهیم بود. الگوریتم اعتبار سنجی شده حاضر در آینده می­تواند به عنوان ابزاری مناسب به منظور بررسی حرکت اجسام متحرک در سیالات غیر نیوتنی مورد توجه قرار گیرد https://mej.aut.ac.ir/article_464_f1b6f2857fb6d44dd73c7041e0aa0f19.pdf