Um Método de Lattice Boltzmann Enthalpicamente Modificado para Simular Problemas de Transferência de Calor Conjugada em Meios Não-Homogêneos

Neste estudo, introduzimos modificações em um método de Lattice Boltzmann (LBM) existente, adaptado para simular os fenômenos de transferência de calor conjugada em meios não-homogêneos com propriedades térmicas dependentes do tempo. Nossa abordagem baseia-se na incorporação dos termos remanescentes de uma equação de energia conservativa, excluindo apenas os termos relacionados à compressibilidade do fluxo e à dissociação viscosa, levando em conta as variações locais e transitórias nas propriedades termofísicas. As soluções dos testes de verificação, que compreendem avaliações tanto das soluções transientes quanto das soluções em regime permanente, validaram a precisão do modelo proposto, reforçando ainda mais sua confiabilidade para a análise de processos de transferência de calor. O modelo modificado foi então usado para realizar uma análise em cavidades estruturadas sob convecção livre, revelando insights persuasivos, particularmente em relação aos regimes transitórios, demonstrando que as cavidades estruturadas têm um impacto benéfico na melhoria dos processos de transferência de calor, oferecendo, assim, insights para potenciais melhorias no design de trocadores de calor. Esses resultados demonstram o potencial da nossa abordagem de LBM entalpicamente modificada para simular fenômenos complexos de transferência de calor em meios não-homogêneos e geometrias estruturadas, oferecendo resultados valiosos para a engenharia e otimização de trocadores de calor.