مکانیک هوافضا (Apr 2021)
ترکیب روش‌های طول‌های مجزا و توزیع k تمام طیف برای تجزیه‌وتحلیل انتقال حرارت تشعشعی- هدایتی در یک محفظه دو بعدی
Abstract
در این پژوهش، به مطالعه عددی ترکیب سازوکارهای انتقال حرارت تشعشعی و هدایتی در یک محفظه دو بعدی پرداخته میشود. دیواره پایینی این محفظه دارای یک فرو رفتگی بوده که با استفاده از روش انسداد کردن مدل میشود. محیط واسط در این محفظه، مخلوطی از هوا با گازهای تشعشعی دی‌اکسید کربن و بخار آب در نظر گرفته میشود. این مخلوط بهصورت یک محیط همگن در پخش، صدور و جذب تشعشع شرکت میکند. برای محاسبه دقیق و خط به خط توزیع ضریب جذب این مخلوط در تمام محدوده طیف، از اطلاعات پایگاه داده HITRAN2008 استفاده میشود. برای شبیهسازی محیط بهصورت غیر خاکستری، روش موثر و دقیق توزیع k تمام طیف به‌کار گرفته میشود؛ در حالی‌که محاسبات مربوط به محیط خاکستری با استفاده از مدل ضریب جذب میانگین پلانک انجام میشوند. معادله حاکم بر این محفظه، معادله انرژی بوده که با استفاده از روش حجم محدود حل میشود. به‌علاوه، برای محاسبه ترم دیورژانس شار تشعشعی در معادله انرژی، از روش مشهور و کارآمد طول‌های مجزا استفاده میشود. به‌هرحال، نتایج این مطالعه بهوضوح نشان میدهد که اختلاف میان نتایج محیطهای خاکستری و غیر خاکستری در تعیین رفتارهای حرارتی محفظه، به‌طور قابل توجهی وابسته به مقادیر پارامترهای تشعشعی است.
