نوقشت اطروحة الدكتوراه للطالب حسام حكيم قاسم من كلية الهندسة جامعة البصرة قسم الهندسة الميكانيكية بعنوان محاكاة وتصميم مدخنة شمسية بطبقة PCM لتبريد المباني وتتضمن تطوير مجمعات الطاقة الشمسية وتعتبر أداة فعالة لتحويل الطاقة الشمسية واستخدامها في تطبيقات متعددة. بما ان درجة حرارة التربة تقريبيا ثابتة وهي تعتبر أقل من درجة الحرارة حرارة الجو في المواسم الحارة، حيث يمكن استخدامها في اغراض التبريد، مع الاخذ بنظر الاعتبار الظروف الجوية للمنطقة التي ستجري فيها الدراسة والخصائص الفيزيائية.أجريت الدراسة الحالية في مدينة البصرة – العراق عند خط طول وعرض 47.749° و30.568° على التوالي، والمدخنة الشمسية باتجاه الجنوب. تمت الدراسة العددية والتجريبية، تم حل المعادلات الحاكمة والتي تتضمن معادلة الاستمرارية ومعادلات الزخم والطاقة حيث تمت محاكاة المدخنة الشمسية والغرفة بوجود وغياب مادة متغيرة الطور في يوم 1 June 2023 باستخدام الحزمة المرنة ANSYS-Fluent-2021/R2 باستخدام طريقة الحجوم المحددة، بالنسبة للعمل التجريبي فقد تم تصميم وبناء الجهاز لأفضل متغيرات تم الحصول عليها من المحاكاة. تمت دراسة تأثير زوايا الميل المختلفة للمدخنة الشمسية (α = 30°, 45°, and 60°)، والفجوة الهوائية للمدخنة الشمسيةcm (gab = 10, 15, and 20)، وسمك حوض PCM (tPCM= 2, 3, 4, and 5) cm، اقطار مختلفة للمبادل الحراريcm (D = 7.62, 10.16, and 15.24)، أعماق دفن مختلفة للمبادل الحراريm (Z = 1, 2, and 3)، سرع دخول مختلفة للأنبوب (v = 0.5, 1, 1.5, and 2) m/s، مواقع مختلفة لفتحة دخول الهواء للغرفة (بالأعلى والمنتصف والأسفل). تم عرض النتائج على شكل كنتورات لخطوط الجريان وتوزيع درجة الحرارة والسرعة وكذلك على شكل مخططات لمعدل درجة حرارة الصفيحة الماصة للحرارة ودرجة حرارة الدخول والخروج من المدخنة الشمسية ومعدل سرعة خروج الهواء من المدخنة الشمسية مع الزمن، معدل الاشعاع الشمسي الساقط على الصفيحة الماصة للحرارة، معدل تغير الهواء بالساعة (ACH)، معدل ذوبان PCM (liquid fraction or melting fraction)، معدل درجة حرارة PCM، درجة حرارة التربة، درجة حرارة الهواء على طول المبادل الحراري، درجة حرارة الخروج من المبادل الحراري. تم عمل مقارنة نظرية مع نتائج نظرية وتجريبية لباحثين مختلفين باستخدام برنامج ANSYS-Fluent-2021/R2 واظهرت توافق ممتاز، بالإضافة لذلك، النتائج التجريبية للعمل الحالي تمت مقارنتها وادخال نتائجها في برنامج ANSYS-Fluentحيث أظهرت توافق جيد جدا. اهم النتائج التي تم الحصول عليها، الجانب النظري; ان أفضل سرعة لدخول الهواء للمبادل الحراري هي 1 m/s وتغير القطر له تـأثير قليل على سرعة دخول الهواء، درجة حرارة الهواء الداخلة للأنبوب تصبح قريبة من درجة حرارة التربة عند عمق 3 m. اقصى فرق بين درجة حرارة الدخول ودرجة حرارة الخروج من المبادل الحراري هي 10 °Cعند عمق 3 m وسرعة دخول الهواء 1 m/s وقطر 7.62 cm. عند زاوية ميل المدخنة الشمسية °30 والفجوة الهوائية 15 cm بدون وجود PCM تم الحصول على أفضل معدل تهوية بلغ 54.0275 بالساعة وكذلك على اعلى معدل لدرجة حرارة الصفيحة الماصة للحرارة وصلت الى 350.95 K عند 12 p.m.. موقع فتحة دخول الهواء للغرفة بالأسفل يعطي اعلى معدل تهوية. عند إضافة PCM الى المدخنة الشمسية بسمك حوض 4 cm والزاوية 30°والفجوة الهوائية 15 cm تم الحصول على اعلى درجة حرارة للصفيحة الماصة حيث بلغت 357.861 K، واعلى ذوبان PCM (liquid fraction)، واعلى درجة حرارة PCM، واعلى معدل تغير الهواء بالساعة. للجانب العملي; الفرق بين درجة حرارة دخول الهواء للمبادل الحراري ودرجة حرارةخروجه بلغت تقريبا 12°C عند عمق 3 m وقطر 7.62 cm في 30 Sep. و15 Oct. 2023. عند سمك 4 cm لحوض PCM والزاوية 30° والفجوة الهوائية 15 cm يتحول PCM الى الطور السائل بعد الساعة 12 ظهرا ووصل اعلى معدل لتغير الهواء بالساعة 37 في يوم 30 Sep. 2023.