بررسی عددی اثر میدان مغناطیسی بر انتقال حرارت جابجایی طبیعی

در این مطالعه از روش شبکه بولتزمن و روش حجم محدود بر پایه المان محدود برای شبیه¬سازی جریان و انتقال حرارت جابه¬جایی آزاد موجود بین دو استوانه افقی در حضور میدان مغناطیسی استفاده شده است. آب به عنوان سیال پایه در نظر گرفته شده و نانو ذرات به آن افزوده می¬شود. برای شبیه¬سازی نانو سیال از مدل¬های ماکسول-گرانت و بریکمن به ترتیب برای ضریب رسانش حرارتی و ویسکوزیته دینامیکی استفاده می¬گردد. علاوه براین از روش توابع پخش مختلف برای مدل سازی میدان مغناطیسی ( در روش شبکه بولتزمن) استفاده شده است. همچنین تاثیر پارامترهایی نظیر درصد حجمی نانو ذرات، عدد هارتمن، عدد رایلی، نسبت منظر و موقعیت قائم قرار گیری سیلندر گرم داخلی گرم داخلی روی الگوی جریان و انتقال حرارت بررسی شده است. مقایسه نتایج بدست آمده با مطالعات عددی گذشته نشان می دهد که حل به کمک روش شبکه بولتزمن و روش حجم محدود بر اساس المان محدود از دقت خوبی برای مدل سازی این سیستم برخوردار است. نتایج نشان می¬دهد حداکثر مقدار تابع جریان و عدد ناسلت رابطه مستقیم با عدد رایلی و درصد حجمی نانوذرات و رابطه عکس با عدد هارتمن دارد. همچنین با توجه به نتایج می¬توان گفت به طور کلی اضافه کردن ذرات نانو در اعداد رایلی پایین و اعداد هارتمن بالا، افزایش نرخ انتقال حرارت بیشتری را به دنبال خواهد داشت. به علاوه نتایج حاکی از این است که الگوی خطوط جریان و خطوط همدما، تعداد و اندازه گردابه ها به شدت وابسته به نسبت منظر و موقعیت قرارگیری سیلندر داخلی می¬باشد.