Вплив броунівського руху та фрактальної структури наночастинок на природну конвекцію

У дослідженні модельовано теплопередачу в нанорідині оксид алюмінію-вода в природному конвекційному потоці та конфігурації Релея-Бенара з урахуванням броунівських рухів і фрактальної структури нанорідин. Моделювання базувалися на двовимірному методі Ейлера-Ейлера. Проведено численнімоделювання для дослідження впливуаспектного відношення, теплового потоку та параметрів, пов’язаних зі структурою нанокластерів, включаючи розмір, фрактальну розмірність та об’ємну частку, на коефіцієнт природної конвекційної теплопередачі. Порівняння результатів моделювання з експериментальними даними коефіцієнта теплопередачі свідчить про те, що вони добреузгоджуються. Результати моделювання показали, що збільшення аспектного відношення, теплового потоку та фрактальної розмірності підвищує коефіцієнт теплопередачі. З іншого боку, зменшення нанокластерів і розміру наночастинок знижує цей коефіцієнт. Крім того, результати моделювання показали, що у потоках високої теплопередачі коефіцієнт теплопередачі спочатку збільшується через збільшення об’ємної частки твердих наночастинок, а потім зменшується. Проте коефіцієнт тепловіддачі неухильно зменшувався зі збільшенням об’ємної частки твердих наночастинок у потоках низької теплопередачі. Результати свідчать про те, що використання механізму броунівського руху наночастинок разом із їхньою фрактальною структурою може бути успішно застосоване в моделюванні природної конвекційної теплопередачі нанорідин.