Интенсификация теплообмена и характеристики потока наножидкости при обтекании усеченного конуса в неограниченной полости

Проведено численное исследование вынужденного обтекания нагретого усеченного конуса наножидкостью на водной основе, содержащей различные типы наночастиц $(\rm Al_2\rm O_3{,}~\rm Cu$ и $\rm CuO)$ с объемной долей $\varphi$ твердого вещества от $0$ до $8\%$. Расчеты на основе метода конечных объемов с алгоритмом SIMPLE проводились для установившегося ламинарного режима течения в диапазоне чисел Пекле $25 \le \rm Pe \le 150$. Обнаружено, что характеристики течения и теплообмена наножидкостей сильно зависят от объемной доли твердого вещества, числа Пекле и формы наночастиц. В наножидкостях наблюдаются увеличенная длина следа и поверхностная завихренность, уменьшенное сопротивление и более высокая скорость теплообмена. Кроме того, результаты показывают, что один тип наночастиц позволяет существенно улучшить некоторые технические параметры. При использовании наночастиц $\rm Cu$ получены высокие значения среднего числа Нуссельта $\rm Nu_{av}$, максимальные поверхностная завихренность $\omega_{s{,}~\mathrm{max}}$ и безразмерная длина следа $L_r$. Однако значения коэффициента сопротивления $C_D$ выше для наночастиц из $\rm Al_2\rm O_3$. Разработаны надежные корреляции для $\omega_{s{,}~\mathrm{max}}{,}~C_D$ и $\rm Nu_{av}$ в виде функций от $\varphi$ и $\rm Pe$.