النمذجة الرياضية للتدفق غير المستقر وانتقال الحرارة في تجويف مربع مسامي مع الإشعاع الحراري واللزوجة المعتمدة على درجة الحرارة

تدرس هذه الدراسة تدفق الحمل الطبيعي ثنائي الأبعاد و اللزوجة المتغيرة لسائل لزج داخل تجويف مربع مسامي، مع التركيز على آثار الإشعاع الحراري والتفاعلات الكيميائية. تشمل ميزات التجويف المربع الجدران الرأسية المتحركة بشكل جيبي بينما يُفترض أن الجدران العليا والسفلى معزولة حرارياً، مما يخلق بيئة ديناميكية لنقل الحرارة والكتلة. يتم نمذجة تدفق السائل باستخدام نموذج دارسي وتحليله تحت تقريب بوسينسكي، مما يلتقط الحمل المدفوع بالطفو. تقدم اللزوجة المتغيرة غير خطية كبيرة، تؤثر على توزيع السرعة ودرجة الحرارة، بينما يعزز الإشعاع التدرجات الحرارية، مما يغير أنماط الحمل. تعقد التفاعلات الكيميائية النظام بشكل أكبر من خلال التأثير على تركيز الأنواع والتفاعل مع المجالات الحرارية والتدفق. تم استخدام نهج عددي هجين، يجمع بين طريقة إلغاء غاوس-جوردان وتقنية الاتجاه البديل (بيسمان-راشفورد)، لحل المعادلات الحاكمة بدقة عالية وكفاءة حسابية. تُظهر النتائج أن معلمات مثل تغيرات اللزوجة وشدة الإشعاع تؤثر بشكل حاسم على سلوك التدفق وكفاءة انتقال الحرارة. يزيد الإشعاع الأعلى من النقل الحراري، بينما يؤدي تضخيم تغيرات اللزوجة إلى خلق مقاومة موضعية وتراصف في التدفق. توفر هذه الدراسة رؤى قيمة لتحسين العمليات في الوسائط المسامية، مع تطبيقات في أنظمة الطاقة والمفاعلات الكيميائية والهندسة البيئية.