بررسی برهم‌کنش شاره-جامد در جریان تراکم ناپذیر و تاثیر دامنه نوسان بر انتقال گرما

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، مهندسی مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران ،

2 عضو هیات علمی

چکیده

در این پژوهش تاثیر برهم کنش شاره-جامد برای جریان همرفت اجباری در کانالی با جریان تراکم ناپذیر دوبعدی بررسی می شود. یک سطح این کانال تبادل گرما داشته و سطح دیگر جامد الاستیک و عایق است. با عبور جریان از سطح گرم و نوسان سطح الاستیک آهنگ گرمای منتقل شده به سیال تغییر می کند. در این حالت آهنگ تبادل گرما به عنوان تابعی از شرایط سطح الاستیک نوسان گر رفتار می نماید، که یکی از این عوامل موثر بر تبادل گرما، دامنه ارتعاش سطح الاستیک می باشد. از این جهت هدف شبیه سازی صورت گرفته، بررسی کاربرد جایگزینی مرز الاستیک با مرز صلب در بخشی از کانال و تاثیر اندازه بیشینه دامنه نوسان سطح الاستیک مرتعش بر آهنگ انتقال گرما است. در کانال مورد بررسی سطح پایین تحت شرط مرزی دما ثابت قرار داشته و سطح بالایی در دو حالت صلب و الاستیک عایق بوده و با سیال عامل هوا در شرایط مختلف بررسی شده است. معلوم شد که عدد نوسلت میانگین و دمای میانگین هوای خروجی از کانال ، با جایگزینی سطح الاستیک با بخشی از مرز کانال صلب افزایش می یابد. همچنین با افزایش بیشینه دامنه نوسان جدار مرتعش، عدد نوسلت، دمای میانگین سیال خروجی و آهنگ انتقال گرما ازسطح دما ثابت به سیال عامل افزایش می یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating the Fluid-Solid Interaction in incompressible flow and The effect of oscillation amplitude on heat transfer

نویسندگان [English]

  • HOJJAT DANANDEH OSKUEI 1
  • Seyed Esmail Razavi 2
1 PHD STUDENT , Mechanical Engineering, Faculty of Mechanics, University of Tabriz, Tabriz, Iran
2 Professor, Mechanical Engineering, Faculty of Mechanics, University of Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده [English]

In this study, the effect of fluid-solid interaction (FSI) on forced convection flow in a channel with incompressible fluid flow is investigated. One surface can exchange heat and the other is elastic and insulated. As the fluid flows through the hot and oscillating elastic surfaces, the rate of heat transfer to the fluid varies. one of the factors affecting the heat exchange is the vibration amplitude of the elastic surface. the aim of the simulation is to investigate the application of the replacement of the elastic boundary with the rigid boundary in a part of the channel and the effect of the maximum size of the amplitude of vibration of the vibrating elastic surface on the heat transfer rate. In the channel under study, the low surface is subject to a constant temperature limit and the top surface is insulated in both rigid and elastic modes, and the air factor in different conditions is investigated by fluid. It was found that the average Nusselt number and average temperature of the air leaving the channel increases with the replacement of the elastic surface with a part of the rigid channel boundary. with increasing the maximum amplitude of oscillation wall vibration, the Naselt number, the average temperature of the output fluid and the rate of heat transfer from the constant temperature level to the operating fluid increases.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fluid-Solid interaction
  • Elastic boundary
  • forced convection
  • Incompressible flow
  • Nusselt number