Chia sẻ bài báo qua Email NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THAM SỐ HÌNH HỌC CỦA TƯỜNG ĐÁY ĐƯỢC GIA NHIỆT TRONG KHOANG VUÔNG CÓ NẮP TRƯỢT BẰNG MÔ PHỎNG CFD
Thông tin bài báo
Ngày nhận bài: 25/01/26 Ngày hoàn thiện: 28/02/26 Ngày đăng: 28/02/26Các tác giả
Nguyễn Thành Sơn
, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – ĐH Đà Nẵng
Tóm tắt
Nghiên cứu này khảo sát số đối lưu hỗn hợp trong khoang vuông có nắp trượt khi đáy được gia nhiệt cục bộ với hình học thay đổi. Bốn cấu hình được khảo sát với tỷ số hình học Ar = W/(H+W) từ 1 đến 0,33 trong khi giữ nguyên chu vi vùng gia nhiệt. Mô phỏng hai chiều, ổn định (Re = 6667; ΔT = 10–20 K; Ri = 327–654) được thực hiện bằng phương pháp thể tích hữu hạn và xấp xỉ Boussinesq. Kết quả cho thấy tăng ΔT làm gia tăng cường độ dòng và gradient nhiệt nhưng không làm thay đổi cấu trúc xoáy chính. Ngược lại, hình học vùng gia nhiệt chi phối mạnh cấu trúc dòng và phân bố nhiệt. Khi Ar giảm xuống 0,33, gradient nhiệt trung bình tăng trên 60% so với Ar = 1, đồng thời vận tốc trung tâm tăng đáng kể do hiệu ứng thắt dòng. Tuy nhiên, sự gia tăng cục bộ này không dẫn đến sự tối ưu hóa truyền nhiệt toàn cục. Giá trị Nuavg lớn nhất đạt được tại Ar = 1 (51,89 ở ΔT = 20 K), cao hơn khoảng 6,18% so với Ar ≈ 0,33. Quan hệ Nuavg ~ Grⁿ với n ≈ 0,21 xác nhận chế độ đối lưu hỗn hợp. Kết quả cho thấy hiệu quả truyền nhiệt phụ thuộc vào sự cân bằng giữa gia tốc cục bộ và diện tích trao đổi nhiệt hiệu dụng, thay vì chỉ dựa trên gradient nhiệt cực đại.
Từ khóa
Toàn văn:
PDFTài liệu tham khảo
[1] R. Iwatsu, J. M. Hyun, and K. Kuwahara, "Mixed convection in a driven cavity with a stable vertical temperature gradient," International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 36, no. 6, pp. 1601-1608, 1993.
[2] H. F. Oztop and I. Dagtekin, "Mixed convection in two-sided lid-driven differentially heated square cavity," International Journal of Heat and Mass Transfer, vol. 47, no. 8, pp. 1761-1769, 2004.
[3] A. Chamkha, "Hydromagnetic combined convection flow in a vertical lid-driven cavity with internal heat generation or absorption," Numerical Heat Transfer Part A-applications - Numer heat transfer pt a-appl, vol. 41, pp. 529-546, 2002.
[4] V. Golkarfard, S. A. Gandjalikhan Nasab, A. B. Ansari, and G. H. Bagheri, "Numerical investigation on deposition of solid particles in a lid-driven square cavity with inner heated obstacles," Advanced Powder Technology, vol. 23, no. 6, pp. 736-743, 2012.
[5] F. L. Rashid, A. F. Khalaf, A. Ameen, and M. A. Al-Obaidi, "Investigation of Thermo-Hydraulics in a Lid-Driven Square Cavity with a Heated Hemispherical Obstacle at the Bottom," Entropy, vol. 26, no. 5, pp. 1-25, 2024.
[6] A. Khalaf, F. Rashid, A. Ali, and M. Abbas, "Numerical Analysis in a Lid-Driven Square Cavity with Hemispherical Obstacle in the Bottom," Mathematical Modelling of Engineering Problems, vol. 09, pp. 1639-1647, 2022.
[7] M. Khalid, R. U. Haq, A. Alhushaybari, and E. A. Algehyne, "Lid driven flow and heat transfer due to various positions of slit in a square cavity: FEM approach," International Communications in Heat and Mass Transfer, vol. 159, 2024, Art. no. 107951.
[8] N. Janjanam, R. Nimmagadda, G. Lazarus, R. S. Harish, and S. Wongwises, "Conjugate heat transfer performance of stepped lid-driven cavity with Al2O3/water nanofluid under forced and mixed convection," SN Applied Sciences, vol. 3, 2021, Art. no. 605.
[9] M. N. Islam, U. I. Aziz, R. Karmaker, and S. F. Ahmed, "Numerical investigation of mixed convection heat transfer enhancement in a square cavity with a hump-shaped heated bottom wall," Results in Engineering, vol. 28, 2025, Art. no. 107410.
[10] M. M. Fardin, M. S. Hossain, and M. N. Hasan, "CFD based neural network model framework for mixed convection in a lid-driven cavity with conductive cylinder," Heliyon, vol. 11, 2025, Art. no. e42637.
[11] F. L. Rashid et al., "Influence of adiabatic semi-circular grooved in backward-facing step on thermal-hydraulic characteristics of nanofluid," International Journal of Thermofluids, vol. 26, 2025, Art. no. 101052.
[12] S. Ahmed, Z.-M. Chen, H. Xu, and M. Ishaq, "Mixed convection flow in a square lid-driven cavity subject to inclined magnetic field with highly accurate wavelet-homotopy solutions," Computers & Mathematics with Applications, vol. 162, pp. 33-51, 2024.
[13] F. L. Rashid et al., "Numerical investigation of heat transfer augmentation in elliptical passage with different rib geometries and aspect ratios," International Journal of Mechanical Engineering and Technology, vol. 9, pp. 1390-1409, 2018.
[14] R. Smriti, A. Das, F. Mahmood, and M. Hasan, "Fluid-structure interaction of a thin flexible heater inside a lid-driven cavity," Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, vol. 238, pp. 75 - 93, 2023.
[15] N. Rehman, R. Mahmood, A. Majeed, and I. Khan, "Multigrid simulations of non-Newtonian fluid flow and heat transfer in a ventilated square cavity with mixed convection and baffles," Scientific Reports, vol. 14, no.1, 2024, Art. no. 6694.
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.14646
Các bài báo tham chiếu
- Hiện tại không có bài báo tham chiếu