In the present work, three-dimensional numerical study was carried out to perform the single- and multi-objective optimization process of delta winglet pair (DWs) mounted on a rectangular duct with a hydraulic diameter of <i>D<sub>h</sub></i> = 0.0535 m. For the purpose of presenting the consistency of numerical model with experimental data, experimental work was also performed for DWs with an angle of attack of θ = 40° ranging from Re = 5000-20,000. The response surface method (RSM) with central composite design (CCD) was performed to construct numerical design parameters as well as to obtain responses for Nu,<i> f</i>, and thermal enhancement factor (TEF). On this basis, the DWs' angle of attack (θ), the ratio of the transverse distance between the trailing edges of DWs to the duct width (<i>L<sub>VG</sub>/W</i>), and the Reynolds number (Re) were considered to be design parameters. The selected single-objectives are maximizing Nu, minimizing <i>f</i>, and maximizing TEF. Moreover, the chosen multi-objectives are maximizing Nu while minimizing <i>f</i>; maximizing Nu and TEF while minimizing <i>f</i>. The findings indicate that the angle of attack (θ) and Re have the greatest influence on all responses compared to the <i>L<sub>VG</sub>/W</i> ratio. For single-objectives, increase in Nu, decrease in <i>f</i>, and increase in TEF were attained on the order of 45.67%, 14.89%, and 3.98%, respectively, in comparison to the reference case. Furthermore, maximizing Nu while minimizing <i>f</i> was selected as a multi-objective, increase in Nu and decrease in <i>f</i> were calculated to be 36.38% and 12.76%, respectively, compared with the reference case.
Bu çalışmada, ısıl enerji depolama sistemlerinde kullanılan silindirik olarak kapsüllenmiş faz değiştiren malzemenin erime süreci ve silindir içerisine kanatçık yerleştirilmesinin etkileri sayısal olarak incelenmiştir. Analizler için üç boyutlu, zamana bağlı Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği modeli oluşturulmuş ve oluşturulan model literatürdeki deneysel ve sayısal veriler ile doğrulanmıştır. Kanatçıkların erime sürecine etkilerini incelemek amacı ile 6, 9 ve 12 mm olmak üzere üç farklı kanatçık genişliği seçilmiştir. Kanatçıkların etkileri, faz değiştiren malzeme erime sıcaklığı ile silindirin dış duvar sıcaklığı arasındaki farkın 10, 20 ve 30 °C olduğu durumlarda analiz edilmiştir. Faz değiştiren malzeme içerisine yerleştirilen kanatçıkların erime sürecine önemli ölçüde etki ettiği, kanatçık genişliği arttıkça erime süresinin kısaldığı görülmüştür. Kanatçık etkisi ile erime süresindeki en büyük düşüş, 10 °C sıcaklık farkında 12 mm kanatçık genişliğinde elde edilmiştir. Bu durumda erime süresi 14.8 dakika iken kanatçıksız faz değiştiren malzemenin erime süresi 43.5 dakikadır.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.