در این مقاله یک روش عددی جهت حل جریان غیردایم جابجایی  آزاد برای سیال تراکم ناپذیر ارایه شده است. روش اجزا محدود گلرکین ضلع-مبنا با المانهای مثلثی برای شبیه سازی جریان استفاده شده است. الگوریتم حل بر اساس روش تراکم پذیری مجازی همراه با حل زمانی دوگانه می باشد. از روش تفاضل محدود پسرو درجه دوم برای پیمایش در زمان واقعی و از روش چند مرحله ای رانگ-کوتا برای حرکت در زمان مجازی استفاده شده است. نحوه عملکرد روش پیشنهادی با حل مسایلی برای مقادیر مختلف عدد رایلی بررسی شده است. نتایج حاصل حاکی از دقت مطلوب روش برای محدوده اعداد رایلی مورد بررسی می باشد.

در این مقاله انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسیال آب-آلومینا در محفظه L شکل بافلدار بصورت عددی بررسی شده است. معادلات حاکم به روش حجم محدود و با بکارگیری الگوریتم سیمپل حل شده است.دیواره های عمودی سمت چپ و پایینی محفظه گرم و دیواره میانی افقی و بافل سرد و سایر دیوارها عایق است. اثر پارمترهای مختلف مانند عدد رایلی، کسر حجمی ذرات، نسبت ابعاد محفظه و طول بافل بر میزان انتقال حرارت مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند حضور بافل بر افزایش میزان انتقال حرارت تاثیرگذار است. با افزایش عدد رایلی، کسر حجمی و نسبت ابعادی میزان انتقال حرارت افزایش می یابد. همچنین با افزایش نسبت ابعادی، نانوسیال تاثیر بیشتری بر افزایش عدد ناسلت دارد. همچنین تاثیرات کسر حجمی نانوسیال بر روی انتقال حرارت بحث و بررسی شده است. نتایج نشان دادند با افزایش کسر حجمی نانوسیال انتقال حرارت جابجایی آزاد در نسبتهای ابعادی مورد مطالعه افزایش خواهد یافت.

در این مقاله جابجایی آزاد نانو سیال آب-مس در یک محفظه مربعی بافل دارکه دیواره سمت چپ آن در دمای گرم و دیواره سمت راست در دمای سرد قرار دارد و دیگر سطوح عایقند، به طور عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای موقعیت ها و طول های مختلف دو بافل که به دیواره گرم وصل شده اند میدان جریان و دما و نرخ انتقال حرارت پیش بینی شده است. مدل عددی که بر اساس الگوریتم سیمپل پایه گذاری شده است برای حل معادلات پیوستگی، مومنتوم و انرژی استفاده شده است. علاوه بر موقعیت و طول بافلها اثر پارامترهایی چون عدد ریلی (106≥ Ra≥ 103) و درصد حجمی نانو ذرات (05/0≥ ≥ 0) مورد بررسی قرار گرفته است. در بررسی ها مشاهده شد که افزایش عدد ریلی و درصد حجمی نانو ذرات باعث افزایش نوسلت متوسط روی هر دو دیواره گرم و سرد می شود. هم چنین افزایش طول بافل باعث افزایش نوسلت متوسط روی دیواره سرد وکاهش آن روی دیواره گرم می شود.

در مقاله حاضر حالت ناپایدار جریان جابجایی آزاد حول نقطه سکون جسم سه بعدی بررسی شده و فرض گردیده که ناپایداری در نتیجه تغییر ناگهانی در دمای جسم بوجود آمده است. معادلات حاکم بر جریان جابجایی آزاد ناپایدار در نقطه سکون با استفاده از روشی خاص شامل ترکیب روش اجزاء محدود و روش رانگ کوتای درجه چهارم حل گردیده است. تأثیر دمای جسم بر شرایط جریان و چگونگی نیل به شرایط پایدار مورد بررسی قرار گرفته است. دقت و سرعت حل معادلات با استفاده از این روش بسیار رضایت بخش می باشد. از حل معادلات مقادیر نوسلت و ضرایب اصطکاک سطحی برای ضرایب انحنای متفاوت در پرانتلهای مختلف محاسبه و با نتایج در موارد مشابه مقایسه شده است.  

اهمیت پژوهش پیرامون خصوصیات سیالات فوق بحرانی با درنظر گرفتن افزایش کاربرد آن ها در صنایع مختلف غذایی، شیمیایی، پلیمر، نفت و گاز بیش از پیش آشکار می گردد. یکی از مهم ترین خصوصیات این گونه سیالات، ضریب انبساط حرارتی (b) می باشد. در اکثر فرایندهایی که این مولفه در آن ها کاربرد دارد، از فرض گاز ایده ال استفاده شده است. ضعف این مدل آن است که در محدوده نقطه بحرانی، قادر به پیش بینی صحیح ضریب انبساط حرارتی نمی باشد. به همین دلیل در پژوهش حاضر به منظور تعیین ضریب انبساط حرارتی، از معادله حالت ردلیش کوانگ استفاده گردیده و رابطه ای جدید که تابع دما، فشار و ضریب تراکم پذیری می باشد، استخراج شده است. مقایسه رفتار منحنی های حاصل از این رابطه با مقادیر تجربی مطابقت خوبی را نشان می دهد. علاوه بر این انتقال حرارت جابجایی طبیعی سیال فوق بحرانی در کانال عمودی با دیواره های دما ثابت به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات حاکم به روش حجم محدود و بر پایه الگوریتم سیمپل حل گردیده و پس از اعتبارسنجی با مطالعات پیشین، به مقایسه مشخصه های جریان و انتقال حرارت به ازای ضریب انبساط حرارتی مبتنی بر فرض گاز ایده آل و ضریب انبساط حرارتی حاصل از این تحقیق برای سیال فوق بحرانی پرداخته شده است. در انتها روند تغییرات ضریب انتقال حرارت با فاصله گرفتن سیال از نقطه بحرانی مورد مطالعه قرار گرفته است.

در این مقاله شبیه سازی سیستم های فتوولتائیک/حرارتی در حالت جابجایی آزاد برای حالت های با سرپوش شیشه ای و بدون آن آورده شده و نتایج بدست آمده با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند که شبیه سازی با مقادیر آزمایشگاهی هم خوانی بسیار خوبی دارند. اثرات قرار دادن سرپوش شیشه ای بر روی عوامل مختلف سیستم نیز بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که قرار دادن سرپوش شیشه ای در سیستم های فتوولتائیک/حرارتی باعث افزایش راندمان حرارتی و کاهش راندمان الکتریکی این سیستم ها می شود.

در این مقاله جریان جابجایی آزاد آرام در یک محفظه شیبدار دارای پله بررسی شده است. یک دیواره این محفظه در دمای سرد و دیواره مقابل دارای منبع حرارتی دما ثابت است. سایر دیواره های محفظه آدیاباتیک است. یک پله عایق نیز بر روی دیواره پایینی محفظه وجود دارد. هدف از این بررسی، پیش بینی اثر عدد رایلی، شیب محفظه، ابعاد پله، و موقعیت منبع گرمازا بر میدان جریان و دما و نرخ انتقال حرارت می باشد. جهت این بررسی، معادلات دو بعدی بقا جرم، مومنتم، و انرژی، از روش اختلاف محدود مبتنی بر حجم کنترل و الگوریتم سیمپل حل شده اند. نتایج نشان دهنده تاثیر ناچیز شیب محفظه، ارتفاع پله و موقعیت منبع حرارتی در اعداد رایلی کوچک است. این درحالی است که در اعداد رایلی بزرگ عوامل فوق تاثیر بسزایی بر جریان سیال و نرخ انتقال حرارت از محفظه دارند.

در این مقاله انتقال حرارت جابجایی آزاد نانوسیال در یک محفظه مثلثی شکل به روش عددی بررسی شده است. نانوسیال استفاده شده آب و مس بوده و محفظه تحت تاثیر میدان مغناطیسی ثابت می باشد. دیوار مورب محفظه در دمای سرد و سایر دیواره ها عایق می باشند. یک منبع حرارتی با دمای ثابت در کف محفظه تعبیه شده است. معادلات حاکم به روش حجم کنترل جبری شده و توسط الگوریتم سیمپل به طور همزمان حل می گردد. اثر اعداد ریلی، هارتمن، درصد حجمی نانوذرات، طول و موقعیت منبع حرارتی بر میدان جریان و دما و نرخ انتقال حرارت بررسی شده است. نتایج نشان می دهند که افزایش عدد هارتمن باعث کاهش سرعت جریان داخل محفظه شده و انتقال حرارت را کاهش می دهد و افزایش درصد حجمی نانوذرات عموما باعث افزایش انتقال حرارت می شود ولی تغییرات آن در اعداد ریلی و هارتمن متفاوت یکسان نمی باشد. علاوه بر اینکه موقعیت منبع حرارتی در کف محفظه بر نرخ انتقال حرارت از محفظه تاثیر بسزایی دارد.

در این مطالعه به بررسی اثر تغییرات خواص فیزیکی سیال از جمله لزجت سینماتیکی و ضریب پخش حرارتی بر روی ناپایداری اولیه جریان جابجایی آزاد رایلی بنارد به صورت نیمه تحلیلی پرداخته شده است. بر این اساس معادلات حاکم بر لحظه شروع جابجایی آزاد با استفاده از پارامترهای اغتشاش دما و اغتشاش سرعت و با حل پایه هدایت خالص محاسبه گردیده است. با کمک تئوری پایداری خطی و شرط پایداری در فضای موج گونه، می توان کمینه مقدار رایلی را به عنوان رایلی بحرانی در دستگاه معادلات مقدار ویژه مذکور تعریف نمود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد تابع عدد موج بحرانی نسبت به پارامترهای موثر در تغییر خواص، یک تابع زوج بوده و رفتار کاملا متقارن نسبت به مقادیر قرینه از خود نشان می دهد. هم چنین وابستگی دامنه و فرکانس نوسان اغتشاشات دما و سرعت بر اساس پارامترهای موثر در تغییرات خواص مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج تحلیل گردید. می توان گفت رفتار رایلی بحرانی نسبت به تغییرات ضریب پخش حرارتی و لزجت سینماتیکی کاملا معکوس است و لذا اثر همزمان آنها در حل معادلات منجر به کاهش بازه نوسان رایلی بحرانی خواهد شد.