Investigation of Mixed Convection in a Lid-Driven Cavity Heated from Below

نوع: Type: Thesis

مقطع: Segment: masters

عنوان: Title: Investigation of Mixed Convection in a Lid-Driven Cavity Heated from Below

ارائه دهنده: Provider: saeid mansori

اساتید راهنما: Supervisors: Dr. Mohammad Saeed Aghighi

اساتید مشاور: Advisory Professors:

اساتید ممتحن یا داور: Examining professors or referees: dr. mohsen godarzi-dr. amireh noorbakhsh

زمان و تاریخ ارائه: Time and date of presentation: 2026

مکان ارائه: Place of presentation: دانشکده فنی و مهندسی

چکیده: Abstract: در این پژوهش، جریان آرام، پایا و دوبعدیِ جابه‌جایی ترکیبی سیال ویسکوپلاستیک کِسون (Casson) درون یک محفظه مربعی با درپوش بالایی متحرک و گرمایش از کف، به‌صورت عددی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. دیواره بالایی متحرک در دمای سرد، دیواره پایینی ساکن در دمای گرم و دیواره‌های جانبی ساکن و عایق حرارتی فرض شده‌اند و نیروی شناوری با بهره‌گیری از تقریب بوزینسک مدل‌سازی شده است. برای برطرف‌سازی تکینگی ویسکوزیته ظاهری در نواحی با نرخ کرنش صفر و تعیین پیوسته مرز نواحی تسلیم‌نشده (شبه‌صلب)، از مدل منظم‌سازی پاپاناستاسیو (Papanastasiou Regularization) استفاده شده است. معادلات بقای جرم، مومنتوم و انرژی با روش المان محدود گالرکین (GFEM) و به‌کارگیری المان‌های مربعی ۹ نقطه‌ای (\mathbit{Q}\mathbf{9}) گسسته‌سازی شده و دستگاه معادلات غیرخطی حاصل با الگوریتم نیوتن–رافسون در کد اختصاصی توسعه‌یافته در متلب حل گردیده است. اثر متقابل سه پارامتر بی‌بعد کلیدی شامل عدد رینولدز \left(\mathbit{Re}\in\mathbf{1},\mathbf{5},\mathbf{10}\right)،عدد ریچاردسون \left(\mathbit{Ri}\in\mathbf{0}.\mathbf{1},\mathbf{1},\mathbf{10}\right) و عدد بینگهام (\mathbit{Bn}) بر ساختار گردابه‌ها، کانتورهای دما و سرعت، ابعاد نواحی تسلیم‌نشده و عدد ناسلت میانگین (\mathbit{Nuavg}) روی دیواره گرم بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند که با افزایش عدد بینگهام (تنش تسلیم)، نواحی صلب گسترش یافته، گردش سیال تضعیف و مکانیزم هدایت حرارتی غالب می‌شود که به کاهش محسوس نرخ انتقال حرارت منجر می‌گردد؛ در حالی که افزایش اعداد رینولدز و ریچاردسون موجب تقویت جابه‌جایی، شکست نواحی تسلیم‌نشده و افزایش عدد ناسلت می‌شود.