사각 밀폐계 내부에 존재하는 하부 타원형 실린더의 각도 변화가 네 개의 실린더에 의해 발생하는 자연대류 현상에 미치는 영향 (Effect of Inclination Angle of the Lower Elliptical Cylinders inside the Rectangular Enclosure on Natural Convection Induced by Four Cylinders)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 45권 / 1호 / 11 ~ 19페이지
· 저자명 : 박용갑

초록

본 연구에서는 사각 배열을 가지는 두 개의 원형 실린더와 두 개의 타원형 실린더를 포함하는 사각 밀폐계 내부의 자연대류 현상에 대한 전산 해석을 수행하였다. Rayleigh 수는 103≤Ra≤106이며, Prandtl 수는 Pr=0.7로 고정되었다. 주요 변수는 하부 타원형 실린더의 경사각으로 ψ=0o, 45o, 90o 및 135o를 조합하여 총 40 case를 선정하였다. 본 연구에서는 정상 상태에서 비정상 상태로의 유동 천이에 관해 열유동장 및 열전달 특성이 조사되었다. 비교적 높은 Ra=106에서 실린더 표면 및 밀폐계 벽면의 열전달 성능은 네 개의 원형 실린더에 비해 하부 타원형 실린더의 경사각에 따라 최대 1.9% 증가하고, 3.1% 감소하였다. 따라서 하부 타원형 실린더의 경사각이 자연대류 열전달 성능에 영향을 미치는 것을 확인하였다.

영어초록

This study conducted direct numerical simulations of the natural convection phenomena in a cold square enclosure containing two circular cylinder and two elliptical cylinders. Rayleigh numbers in the range of 104 ≤ Ra ≤ 106 and a Prandtl number of Pr = 0.7 were considered in this study. The main parameter is the inclination angle of two lower elliptical cylinders and 10 cases are selected from the combination of ψ = 0o, 45o, 90o and 135o. The flow and thermal structures and corresponding heat transfer characteristics are investigated with respect to the transition of the flow regime. The time- and surface-averaged Nusselt number on the cylinder surface and the enclosure wall at Ra = 106 increased by approximately 1.9% and decreased by approximately 3.1% according to the inclination angle compared to four circular cylinders. Thus, the inclination angle has an influence on the heat transfer characteristics on natural convection.

참고자료

· 없음