انتقال حرارت محفظه متخلخل، شبیه سازی با انسیس فلوئنت

توضیحات

شرح پروژه انتقال حرارت محفظه متخلخل

در این پروژه، به شبیه سازی انتقال حرارت محفظه متخلخل با استفاده از نرم افزار انسیس فلوئنت (ANSYS Fluent) پرداخته ایم.  محیط متخلخل استفاده شده در این محفظه به صورت ردیفی و ستونی، متشکل از چندین گلوله آلومینیومی می باشد که تعداد آنها 343 عدد می باشد. این گلوله های آلومینیومی دارای چگالی 2719 کیلوگرم بر متر مکعب و ظرفیت حرارتی ویژه 871 j.kg می باشد. -1.K-1 و هدایت حرارتی 0.5 W.m-1.K-1. سیال در این محفظه هوا است و ورودی و خروجی هوای خاصی برای محفظه وجود ندارد.

هدف اصلی این مطالعه بررسی تغییرات دمای هوای داخل محفظه تحت تأثیر این موارد به عنوان یک محیط متخلخل است. در واقع سطح بالایی محفظه دارای دمای ثابت 323 کلوین و سطح پایینی دارای دمای ثابت 273 کلوین بوده و دیواره های جانبی نیز عایق بندی شده اند.

مدل حاضر سه بعدی بوده و با استفاده از نرم افزار ANSYS Design Modeler ترسیم شده است. این هندسه شامل هفت کره به عنوان یک محیط متخلخل در سه جهت مختلف می باشد. تعداد کل این کره ها 343 عدد است.

مش بندی مدل با استفاده از نرم افزار ANSYS Meshing انجام شده و نوع مش بدون ساختار می باشد. تعداد سلول ها 3451362 می باشد.

روش های استفاده شده

با توجه به تراکم ناپذیر بودن جریان، از حلگر فشار مبنا (Pressure-based Solver) استفاده کرده ایم. این شبیه سازی به صورت پایا (Steady) انجام شده است. نیروی گرانش در این پروژه در نظر گرفته شده است.

از مدل توربولانسی استاندارد k-epsilon استفاده کرده ایم و معادله انرژی جهت محاسبه تغییرات دمایی روشن است.

نتایج شبیه سازی انتقال حرارت محفظه متخلخل

در پایان فرآیند حل، کانتور های دوبعدی و سه بعدی سرعت، فشار و دما و همچنین بردارهای سرعت دوبعدی و سه بعدی به دست آمدند. نتایج حاکی از انجام انتقال حرارت در این محفظه می باشد.