The turbulent natural convection in the membrane type LNG carrier cofferdam with heating points has been studied by numerical method. As the numerical methods, we introduced the three turbulence model, a standard $k-{\varepsilon}$ model and two case of a low Reynolds number models. The parameters considered for this study ore number and capacity of heating points i.e., $1{\leq}Ns{\leq}12$ and $1.0{\times}10^5{\leq}Qs(W/m^3){\leq}1.0{\times}10^8$. The results of the isotherms and velocity vectors have been represented for various parameters. The temperature and velocity at upper position in the space ore shown to be higher than those at lower position. For obtaining the optimal temperatures, $20{\sim}30^{\circ}C$ in the cofferdam space, the heating capacities show $2.0{\times}10^7W/m^3$ at g-heating points and $1.0{\times}10^7W/m^3$ at 12-points. The mean temperature in the cofferdam space can be expressed as a function of number and capacity of heating points.
Evaluation of the elliptic blending turbulence model (EBM) together with the two-layer model, shear stress transport (SST) model and elliptic relaxation model (V2-F) is performed for a better prediction of natural convection and thermal stratification. For a natural convection problem the models are applied to the prediction of a natural convection in a rectangular cavity and the computed results are compared with the experimental data. It is shown that the elliptic blending model predicts as good as or better than the existing second moment differential stress and flux model for the mean velocity and turbulent quantities. For thermal stratification problem the models are applied to the thermal stratification in the upper plenum of liquid metal reactor. In this analysis there exist much differences between the turbulence models in predicting the temporal variation of temperature. The V2-F model and EBM better predict the steep gradient of temperature at the interface of thermal stratification, and the V2-F model and EBM predict properly the oscillation of temperature. The two-layer model and SST model fail to predict the temporal oscillation of temperature.
In this study, the geometry consists of a two-dimensional rectangular enclosure with localized heating from below. The size and the location of the heater on the floor has been varied, and one of the vertical walls remains at a low temperature simulating a cold window. The governing equations for momentum, energy and continuity, which are coupled with turbulent equations have been solved using a finite volume method. A low Reynolds number $k-{\varepsilon}$ model has been incorporated to solve the turbulent kinetic energy and the dissipation rate. The heat transfer characteristics and the thermal environmental characteristics of the room have been obtained for various system parameters in a room with a partially heated floor.
대류-대류의 복합 열전달 문제를 유한차분법을 사용하여 수치적으로 연구하였다. 아래로부터 가열되는 직사각형 공동 내에서의 자연 대류와 공동 위쪽의 외부 난류 경계층 유동이 복합된 경우의 열전당 현상을 고려하였다. 두개의 서로 다른 모우드의 대류가 온도 분포가 미리 알려져 있지 않은 얇은 수평평판에 의해 분리되어져 있다는 점이 본 논문의 특이점이다. 수치적 해석은 Reynolds 수와 Grashof 수 및 공동의 기하학적 종횡비의 매개 변수적 효과가 발견되도록 행하여 졌다. 외부 난류 경계층 유동의 강도에 따라 공동 내에서의 유동 형태가 변할 수 있음을 알았다. 즉 내부 부력 세포의 회전 방향은 외부 유동의 존재에 의해 특성적으로 정해지며 공동 내의 유동 세포의 수는 Grashof 수가 증가 할수록 많아진다.
Theoretical and numerical study on heat transfer and evaporation in the vertical channel has been carried out and basic correlations have been derived for the heat transfer evaluation of PCCS. Analysis program was developed with low-Reynolds-number k-$\varepsilon$ model and surface transfer rates were calculated for the turbulent natural convection in the vertical channel. In relation to dry cooling by buoyancy-driven air, first, the system parameters which govern overall heat transfer rate are determined through the adequate nondimensionalization procedure. After comparison with existing experimental data, numerical results are used to derive heat transfer correlation by sensitivity calculations. In relation to wet cooling by falling water film, numerical analysis are carried out for evaporation process with real film surface conditions and evaporation correlation is derived through analogy concept and correction factors.
The heat loss of a building within a wind flow field results from convection and natural ventilation. Loss from natural ventilation is much more than one from convection, and the former depends mostly on the pressure distribution at the building surface. Therefore, the objective of the present study is to calculate the pressure distribution and investigate flow phenomena, around the building with a rectangular shape in a two-dimensional turbulent flow field. The finite difference method, modelled upon the turbulence $k-\epsilon$ model, has been applied to the analysis. The results, followed by the changes of Reynolds numbers, inlet flow conditions, and building shapes, have been also obtained, respectively. Various results of the present numerical analysis coincide qualitatively well with earlier reported empirical results.
The heat in Czochralski method is transfered by all transport mechanisms such as convection, conduction and radiation and convection is caused by the temperature difference in the molden pool, the rotations of crystal or crucible and the difference of surface tension. This study delvelops the simulation model of Czochralski growth by using the finite difference method with fixed grids combined with new latent heat treatment model. The radiative heat transfer occured in the surfce of the system is treated by calculating the view factors among surface elements. The model shows that the flow is turbulent, therefore, turbulent modeling must be used to simulate the transport phenomena in the real system applied to 8" Si single crystal growth process. The effects of a cusp magnetic field imposed on the Czochralski silicon melt are studied by numerical analysis. The cusp magnetic field reduces the natural and forced convection due to the rotation of crystal and crucible very effectively. It is shown that the oxygen concentration distribution on the melt/crystal interface is sensitively controlled by the change of the magnetic field intensity. This provides an interesting way to tune the desired O concentration in the crystal during the crystal growing.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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