밑면이 가열되고 다양한 격판을 가진 실내공간에서의 혼합대류 열전달을 유한체적법을 사용하여 연구하였다. 본 연구에서 사용된 변수는 50$\overline{Nu}=\overline{Nu_n}{\cdot}(1+c(Re/Gr^{1/2})^d)$로 나타낼 수 있다. 여기서 $\overline{Nu_n}$는 순수 자연대류를 나타낸다.
Natural convection in a horizontal annulus with the inner cylinder heated by the application of a constant heat flux and the isothermally cooled outer cylinder is considered, and the transition of flows and the bifurcation phenomenon are numerically investigated for air with Pr=0.7. The zero initial condition always induces a crescent-sheped eddy flow. A bicellular flow in which the fluid descends along the vertical central plane of the annulus can be obtained at high Rayleigh number by introducing artificial numerical disturbances. Dual solutions are found above a certain critical Rayleigh number. Hysteresis phenomena have not been observed.
본 연구는 온돌공간으로 가정한 2차원 밀폐공간에서 단열벽체두께를 변화시켜 표면복사-자연대류 열전달특성에 대해 수치해석방법을 이용하여 고찰하였다. 복사열전달이 동반된 자연대류인 경우, 밑면의 평균Nusselt수는 벽면방사율이 증가함에 따라 증가하고 벽체의 무차원두께가 감소함에 따라 증가되며 순수자연대류인 경우보다 큰 값을 나타낸다. 밑면의 평균Nusselt수는 단열벽체의 두께를 감소시킴에 따라 복사열 전달을 동반하는 자연대류의 대류열전달량이 자연대류의 열전달량보다 다소 작은 값을 나타냈다.
The effect of inclination angle on natural convection heat transfer has been studied for water layers. The range of the Raleigh number was from the subcritical value to 1.4${\times}$10$^{7}$ , and the range of the inclination angle, $\theta$, measured from the horizontal was 0$\leq$$\theta$$\leq$180$^{\circ}$. For horizontal water layers, present results agreed well with the results of previous investigators and also showed significant departures from the results of air layers in the turbulent regime. Inclined cylindrical water layers showed secondary maxima in heat transfer, whereas rectangular air layers showed continuous decline of Nusselt number.
Natural convection of nanofluid flow between two vertical flat plates has been analyzed in uncertain environment.Anon-Newtonian fluid SodiumAlginate (SA) as base fluid and nanoparticles ofCopper(Cu) are taken into consideration. In thepresentstudy,we have takennanoparticle volume fraction as an uncertain parameterin terms offuzzy number. Fuzzy uncertainties are controlled by r-cut and parametric concept. Homotopy PerturbationMethod (HPM) has been used to solve the governing fuzzy coupleddifferential equationsforthe titled problem.Forvalidation, presentresults are comparedwith existingresultsforsome special casesviz. crisp case andthey are foundto be ingood agreement.
The natural convection heat transfer within a trapezoidal enclosure with parallel cylindrical top and bottom walls at different temperatures and two adiabatic side walls are studied. A finite-difference method has been used to solve the governing equations numerically. The range of parameters studied herein are Prandtl number 0.7, aspect ratio from 0.5 to 4.0, Rayleigh number from $10^3$ to $3{\times}10^4$, enclosure tilt angle from 22.5 to 157.5 degrees. Mean and local Nusselt numbers are presented for discussing heat transfer characteristics within the enclosure. The heat balances for the hot and cold walls are differed by less than 1% for converged solutions, so these results appear to be reasonable.
Two-dimensional natural convection in an inclined open cavity with bottom heated, two side insulated and the top open was investigated using PIV(Particle-Image-Velocimetry) measurement. Experimental results are presented for Prandtl number, Pr=6.62, cavity aspect ratio, A=1.0, Rayleigh number from $1.294{\times}10^6\;to\;3.8841{\times}10 ^6$, and inclination angles, ${\alpha}=0$, 30 and 60 deg to the horizontal. It was found that the fluid rises along both side walls in the boundary layer region at ${\alpha}=0\;deg$, and the inclination of the cavity induced flow entrainment. The experimental results are in good agreement with the numerical results.
In the present study, an experimental study of natural convection in a partitioned 2D square enclosure has been carried out. The square enclosure consist of two adiabatic vertical walls and the upper cold and the lower hot walls. A partition is positioned perpendicularly at the center of the left vortical insulated wall. The PIV measurements were performed with the variations of Rayleigh number, partition length and inclination of the enclosure. The working fluid is water with Prandtl number of 6.996 at 20$\^{C}$. The captured images were analyzed by using a cross-correlation (two-frame/single-exposure) PIV method.
Effect of a solid insert on thermal stratification in the natural convection enclosure is numerically investigated. The enclosure consists of two differently heated vertical walls and two adiabatic horizontal walls. A solid insert is located in the middle of the enclosure. The non-dimensional governing equations are solved by using the SIMPLER algorithm. The computations are carried out with the variations of thermal conductivity, width and height of the solid insert. The Prandtl number of the fluid in an enclosure is fixed at Pr=0.71, Two cases of Rayleigh number are considered in the present study, i.e., Ra:10$^3$ and 10$^{6}$ . The thermal stratification attenuates as thermal conductivity, width, and height of the solid insert are increased. As the thermal conductivity ratio of a solid insert to fluid increases beyond (equation omitted)10$^3$, the thermal stratification ratio shows an asymptotic value.
A numerical simulation on the combined natural convection and radiation is carried out in a partially open rectangular enclosure with a heater by using the finite volume and the S-8 discrete ordinate methods. The fluid inside the enclosure is considered as an absorbing, emitting and anisotropic scattering media. The heater causes a natural circulation of the fluid (10$^{5}$$^{9}$ ) which results in significant in-flow of the ambient cold fluid through the partially open wall. Comparing the results of pure convection with those of the combined convection- radiation, the combined heat transfer results with small Planck numbers (P$_{l}$ <1.0) show much stronger circulation than those of the pure convection, and the fluid circulation is more evident for larger Rayleigh numbers. When one of three radiative properties - the medium absorption coefficient, the wall reflectivity, and the scattering albedo - increases, the fluid circulation and the heat transfer in the enclosure are reduced. The location of the heater and the open ratio of the right wall are also shown to affect the fluid circulation and heat transfer significantly. However, the anisotropy of the scattering phase function is shown to be unimportant for the fluid circulation and heat transfer within the enclosure considered in this study.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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