Ламинарные и турбулентные режимы сопряженной естественной конвекции в квадратной области

Авторы

  • Михаил Александрович Шеремет Томский государственный университет

DOI:

https://doi.org/10.7242/1999-6691/2012.5.3.39

Ключевые слова:

сопряженный теплоперенос, естественная конвекция, турбулентность, метод контрольного объема, неравномерная структурированная сетка, алгоритм SIMPLER

Аннотация

Проведено математическое моделирование ламинарных и турбулентных режимов нестационарной термогравитационной конвекции в замкнутой квадратной области с теплопроводными стенками конечной толщины в безразмерных переменных «скорость - давление - температура». Получены карты линий тока, изотерм и турбулентной вязкости, а также зависимости среднего числа Нуссельта на границе раздела сред от времени, числа Рэлея и относительного коэффициента теплопроводности.

Скачивания

Данные по скачиваниям пока не доступны.

Библиографические ссылки

Kim D.M., Viskanta R. Study of the effects of wall conductance on natural convection in differently oriented square cavities // J. Fluid Mech. - 1984. - V. 144. - P. 153-176. DOI
Лыков А.В., Алексашенко А.А., Алексашенко В.А. Сопряженные задачи конвективного теплообмена: учеб. пособие. - Минск: Изд-во БГУ, 1971. - 346 c.
Петухов Б.С., Генин Л.Г., Ковалев С.А., Соловьев С.Л. Теплообмен в ядерных энергетических установках: учеб. пособие. - М.: Изд-во МЭИ, 2003. - 548 с.
Павлюкевич Н.В. Сопряженные задачи теплообмена // Тепловые процессы в технике. - 2011. - № 4. - С. 149-158.
Kuznetsov G.V., Sheremet M.A. Conjugate heat transfer in an enclosure under the condition of internal mass transfer and in the presence of the local heat source // Int. J. Heat Mass Tran. - 2009. - V. 52, N. 1-2. - P. 1-8. DOI
Кузнецов Г.В., Шеремет М.А. Двумерная задача естественной конвекции в прямоугольной области при локальном нагреве и теплопроводных границах конечной толщины // МЖГ. - 2006. - № 6. - С. 29-39.
Liaqat A., Baytas A.C. Conjugate natural convection in a square enclosure containing volumetric sources // Int. J. Heat Mass Tran. - 2001. - V. 44, N. 17. - P. 3273-3280. DOI
Liaqat A., Baytas A.C. Numerical comparison of conjugate and non-conjugate natural convection for internally heated semi-circular pools // Int. J. Heat Fluid Fl. - 2001. - V. 22, N. 6. - P. 650-656. DOI
Шеремет М.А. Сопряженные задачи естественной конвекции. Замкнутые области с локальными источниками тепловыделения. - Берлин: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2011. - 176 c.
Sheremet M.A. The influence of cross effects on the characteristics of heat and mass transfer in the conditions of conjugate natural convection // J. Eng. Thermophys. - 2010. - V. 19, N. 3. - P. 119-127. DOI
Кузнецов Г.В., Шеремет М.А. К вопросу об эффективном регулировании теплопереноса и гидродинамики в замкнутых областях за счет оптимального выбора материалов ограждающих стенок и внешней тепловой нагрузки // Микроэлектроника. - 2011. - Т. 40, № 5. - С. 351-358.
Jaluria Y. Design and optimization of thermal systems. - Boca Raton, Florida: CRC Press, 2008. - 752 p.
Шеремет М.А., Никифоров А.А., Волокитин О.Г. Комплекс для получения силикатного расплава из золоотходов // Стекло и керамика. - 2007. - № 9. - С. 23-26.
Xaman J., Mejia G., Álvarez G., Chavez Y. Analysis on the heat transfer in a square cavity with a semitransparent wall: Effect of the roof materials // Int. J. Therm. Sci. - 2010. - V. 49, N. 10. - P. 1920-1932. DOI
Oztop H.F., Varol Y., Koca A. Natural convection in a vertically divided square enclosure by a solid partition into air and water regions // Int. J. Heat Mass Tran. - 2009. - V. 52, N. 25-26. - P. 5909-5921. DOI
Kahveci K. A differential quadrature solution of natural convection in an enclosure with a finite-thickness partition // Numer. Heat Tr. A-Appl. - 2007. - V. 51, N. 10. - P. 979-1002. DOI
Nouanegue H.F., Muftuoglu A., Bilgen E. Heat transfer by natural convection, conduction and radiation in an inclined square enclosure bounded with a solid wall // Int. J. Therm. Sci. - 2009. - V. 48, N. 5. - P. 871-880. DOI
Kaminski D.A., Prakash C. Conjugate natural convection in a square enclosure: effect of conduction in one of the vertical walls // Int. J. Heat Mass Tran. - 1986. - V. 29, N. 12. - P. 1979-1988. DOI
Kuznetsov G.V., Sheremet M.A. Numerical simulation of turbulent natural convection in a rectangular enclosure having finite thickness walls // Int. J. Heat Mass Tran. - 2010. - V. 53, N. 1-3. - P. 163-177. DOI
Шеремет М.А. Математическое моделирование турбулентных режимов сопряженной термогравитационной конвекции в замкнутой области с локальным источником тепла // Т и А. - 2011. - Т. 18, № 1. - С. 117-131.
Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. - М.: Дрофа, 2003. - 840 с.
Launder B.E., Spalding D.B. The numerical computation of turbulent flows // Comput. Method. Appl. M. - 1974. - V. 3, N. 2. - P. 269-289. DOI
Лыков А.В. Теория теплопроводности: учеб. пособие. - М.: Высшая школа, 1967. - 600 с.
Белов И.А., Исаев С.А., Коробков В.А. Задачи и методы расчета отрывных течений несжимаемой жидкости. - Л.: Судостроение, 1989. - 256 с.
Белов И.А., Исаев С.А. Моделирование турбулентных течений: учеб. пособие. - СПб.: Изд-во БГТУ, 2001. - 108 с.
Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 152 с.
Versteeg H.K., Malalasekera W. An introduction to computational fluid dynamics. The finite volume method. - New York: Wiley & Sons, 1995. - 257 p.
Ferziger J.H., Peric M. Computational methods for fluid dynamics. - Berlin: Springer Verlag, 2002. - 423 p.
Ильин В.П. Методы неполной факторизации для решения алгебраических систем. - М.: Физматлит, 1995. - 288 с.
Dixit H.N., Babu V. Simulation of high Rayleigh number natural convection in a square cavity using the lattice Boltzmann method // Int. J. Heat Mass Tran. - 2006. - V. 49, N. 3-4. - P. 727-739. DOI
Ridouane E.H., Campo A., Hasnaoui M. Turbulent natural convection in an air-filled isosceles triangular enclosure // Int. J. Heat Fluid Fl. - 2006. - V. 27, N. 3. - P. 476-489. DOI
Henkes R.A.W.M., Hoogendoorn C.J. Comparison exercise for computations of turbulent natural convection in enclosures // Numer. Heat Tr. B-Fund. - 1995. - V. 28, N. 1. - P. 59-78. DOI
Vahl Davis G. Natural convection of air in a square cavity: a bench mark numerical solution // Int. J. Numer. Meth. Fl. - 1983. - V. 3, N. 3. - P. 249-264. DOI
Markatos N.C., Pericleous K.A. Laminar and turbulent natural convection in an enclosed cavity // Int. J. Heat Mass Tran. - 1984. - V. 27, N. 5. - P. 755-772. DOI
Barakos G., Mitsoulis E., Assimacopoulos D. Natural convection flow in a square cavity revisited: Laminar and turbulent models with wall functions // Int. J. for Numer. Meth. Fl. - 1994. - V. 18, N. 7. - P. 695-719. DOI
Elsherbiny S.M., Raithby G.D., Hollands K.G.T. Heat transfer by natural convection across vertical and inclined air layers // J. Heat Trans.-T. ASME. - 1982. - V. 104, N. 1. - P. 96-102. DOI
Xaman J., Álvarez G., Hinojosa J., Flores J. Conjugate turbulent heat transfer in a square cavity with a solar control coating deposited to a vertical semitransparent wall // Int. J. Heat Fluid Fl. - 2009. - V. 30, N. 2. - P. 237-248. DOI
Кузнецов Г.В., Шеремет М.А. О возможности регулирования тепловых режимов типичного элемента радиоэлектронной аппаратуры или электронной техники с локальным источником тепла за счет естественной конвекции // Микроэлектроника. - 2010. - Т. 39, № 6. - С. 452-467.

Загрузки

Опубликован

2012-10-01

Выпуск

Раздел

Статьи

Как цитировать

Шеремет, М. А. (2012). Ламинарные и турбулентные режимы сопряженной естественной конвекции в квадратной области. Вычислительная механика сплошных сред, 5(3), 327-344. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2012.5.3.39