مقدمه
پدیده‌های انتقال حرارت و مومنتوم دو مفهوم کلیدی در مهندسی و علوم پایه هستند که به مطالعه جریان انرژی و حرکت ماده در سیستم‌های مختلف می‌پردازند. این دو پدیده به طور گسترده‌ای در صنایع مختلف مانند انرژی، شیمی، مواد و محیط زیست کاربرد دارند. انتقال حرارت و مومنتوم به طور نزدیکی با هم مرتبط هستند. در بسیاری از فرایندهای انتقال حرارت، انتقال مومنتوم نیز به طور همزمان رخ می‌دهد. به عنوان مثال، در جریان جابه‌جایی اجباری، سیالی که روی سطح داغ جریان می‌یابد، هم حرارت را از سطح جذب میکند و هم حرکت خود را به لایه‌های مجاور منتقل میکند. این ارتباط بین دو پدیده در بسیاری از معادلات حاکم بر پدیده‌های انتقال، مانند معادلات ناویر-استوکس، دیده میشود.
مدلسازی و شبیه‌سازی عددی
برای مطالعه و تحلیل پدیده‌های انتقال حرارت و مومنتوم، از روش‌های مختلفی استفاده میشود. یکی از روش‌های قدرتمند، مدلسازی و شبیه‌سازی عددی است. نرم‌افزارهای مختلفی مانند ANSYS Fluent، COMSOL Multiphysics و OpenFOAM برای شبیه‌سازی این پدیده‌ها به کار می‌روند. با استفاده از این نرم‌افزارها می‌توان جریان سیال، توزیع دما و فشار را در سیستم‌های پیچیده پیش‌بینی کرد و بهینه سازی طراحی انجام داد.
شبیه سازی پدیده های انتقال حرارت و مومنتوم در حالت دوبعدی و پایدار در کامسول
یک سیال غیرنیوتنی وارد یک منبسط کننده جریان میشود. این سیال پس از ورود به سیستم، با جسم جامدی که از جنس مس (Copper) میباشد، برخورد میکند. این جسم جامد به واسطه ی جریان الکتریکی که از آن میگذرد، مقداری گرما تولید میکند که در نتیجه باعث گرمشدن سیال ورودی خواهد شد. رفتار سیال موردنظر در رژیم جریانی آرام (Laminar Flow) با مدل غیرنیوتنی Power Low بیان میشود.
شکل زیر هندسه مسئله را نشان می دهد.
این پروژه در نرم افزار کامسول شبیه سازی شده است. تصاویر زیر بخشی از نتایج را نشان می دهند.
فشار
دما
خطوط جریان
جهت خرید پروژه و یا کسب اطلاعات بیشتر در مورد آن، از طریق لینک زیر اقدام نمایید.