چکيده

استفاده از گرماي نهان در فرآیند تغییر فاز یکی از مهم­ترین روش‌ها در ذخیره‌سازي انرژي و یا کنترل فرآیندهاي حرارتی است. هدف از پژوهش پیش‌رو، توسعه مدل یک ‌بعدی زیوکوویچ به همراه بررسی عددي اثر افزودن نانوذرات با ضریب هدایت حرارتی بالا به مواد تغییر فاز دهنده در حضور پره و در شرایط دو بعدی می­باشد. تأثیر استفاده از نانوذرات در خواص ترموفیزیکی پی‌-سی-ام نیز به کمک روابط موجود در نظر گرفته خواهد شد. از سوی دیگر، با تفکیک میدان محاسباتی به دو قسمت متشکل از پی-سی-ام و پره، معادلات حاکم به صورت مجزا استخراج می‌گردند. در همین راستا، پس از استخراج معادله­ دو بعدی انرژی و اعمال اثرات تغییر فاز، معادله صریح محاسبه دما و کسر مایع بدست می‌آید. فرآیند صحت‌سنجی نتایج عددی توسط روابط تحلیلی موجود در شرایط یک بعدی و نتایج عددی دو بعدی صورت می‌پذیرد. انتظار می‌رود که علاوه بر تغییر شکل ناشی از افزودن پره در پیشروی جبهه ذوب، سرعت و عمق نفوذ نیز بهبود یافته، کانتور­های دما متراکم­تر شده و فرآیند ذوب تسریع یابد. مشاهده شد که اثر پره در زمینه‌های ذکرشده بیشتر از نانو ذرات می­باشد. البته دانستن این نکته که افزودن پره به مسئله در ابتدای فرآیند ذوب، به صورت مقاومت عمل کرده و اثر منفی دارد، خالی از لطف نیست. هم‌چنین افزودن نانوذرات در حالت ترکیبی، کارآیی به مراتب بیشتری نسبت به حالت استفاده از آن­ها به صورت جداگانه خواهد داشت. شایان ذکر است به منظور ساده‌سازی معادلات حاکم، از اثرات جابجایی طبیعی صرف نظر شده است.