فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

نوارهای پیچ‌خورده کوتاه برای افزایش اختلاط جریان و انتقال حرارت در لوله‌ها به‌کار می‌روند. جریان آشفته در این لوله‌ها به لحاظ جریان‌های ثانویه و گردابه‌های مارپیچی دارای پیچیدگی‌های ویژه‌ای بوده و شبیه‌سازی‌ عددی آن‌ها‌ با استفاده از معادلات متوسط‌گیری شده رینولدز و مدل‌های دو معادله‌ای نظیر SST k-ω، به دلیل عمومیت نداشتن ضرایب این مدل‌ها، اغلب با خطا همراه است.در این پژوهش، برای نخستین بار تاثیر پارامترهای مدل‌سازی ∞* β و عدد پرانتل آشفتگی Prt در شبیه‌سازی‌های عددی انتقال حرارت به روش SST k-ω در جریان آشفته داخل یک لوله مجهز به نوار پیچ‌خورده کوتاه در مقایسه با داده‌های تجربی مورد بررسی قرار می‌گیرد. بهبود پیش‌بینی‌های عددی دو پارامتر ضریب اصطکاک و عدد ناسلت با انتخاب مناسب پارامترهای مدل آشفتگی مورد نظر می‌باشد. نتایج نشان می‌دهند که کاهش ∞* β از 0.09 به 0.06 منجر به کاهش خطای‌ ضریب اصطکاک از 12.5% به 0.9% نسبت به داده‌های تجربی مرجع گردید. با توجه به ثابت بودن Prt، کاهش ∞* β منجر به افزایش عدد ناسلت نیز می‌گردد. تاثیر پارامتر ∞* β بر افت فشار، ساختارهای گردابه‌ای مارپیچی و شار انستروفی نیز مورد بررسی قرار گرفته است.برای بهبود پیش‌بینی‌های انتقال حرارت، مقدار عدد پرانتل آشفتگی از 0.85 به 1.5 افزایش یافت که منجر به کاهش شار حرارتی آشفتگی و خطای شبیه‌سازی‌های عددی برای عدد ناسلت از 13.7% به 2% می‌گردد. اثر این تغییرات بر دمای دیواره نیز مورد بررسی قرار می‌گیرد. همچنین رابطه رفتار تناوبی افزایشی دمای دیواره با گردابه‌های چرخشی به وجود آمده در جریان مورد بحث قرار می‌گیرد.