정현파 원형 실린더가 밀폐계 내부의 혼합 대류에 미치는 영향 (Effect of Sinusoidal Cylinder inside a Lid-driven Square Enclosure on Mixed Convection)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 45권 / 11호 / 633 ~ 643페이지
· 저자명 : 김선재, 조현우, 하만영

초록

본 연구에서는 3차원 밀폐계 내부에 위치한 정현파 원형 실린더의 파장( ) 및 레이놀즈(Reynolds) 수의 변화에 따른 실린더 주변의 혼합 대류 현상에 대한 수치 해석을 수행하였다. 연구에서 고려한 레이놀즈 수는 100, 500 및 1,000이며, 실린더의 파장은 1, 2 및 3이다. 레이놀즈 수 및 실린더의 파장의 변화에 따른 온도장, 와류 구조, 체적 평균 엔스트로피 및 시간 공간 평균 Nusselt 수의 변화를 규명하였다. 레이놀즈 수가 100 및 500일 경우, 정현파 원형 실린더의 시간 공간 평균 Nusselt 수는 순수 원형 실린더의 값에 비하여 증가하였다. 파장이 3이고, 레이놀즈 수가 100 및 500일 경우 시간 공간 평균 Nusselt 수의 값들은 순수 원형 실린더 값에 비하여 각각 16.8% 및 20.2% 증가하였다. Reynolds 수가 1,000인 경우, 파장이 증가함에 따라 시간 공간 평균된 Nusselt 수는 감소하였고, 파장이 3인 정현파 원형 실린더의 시간 공간 평균된 Nusselt 수 값은 순수 원형 실린더보다 4.9%만큼 감소하였다.

영어초록

This study investigated the effects of the Reynolds number and wavelength of the sinusoidal cylinder on mixed convection in a lid-driven enclosure. The Reynolds numbers considered were 100, 500, and 1000, whereas the wavelengths of the sinusoidal cylinder considered were 1, 2, and 3, respectively. The heat and vortical structures, volume-averaged orthogonal entropy, and time and surface-averaged Nusselt numbers were investigated by increasing the Reynolds number and the wavelengths. At Reynolds numbers of 100 and 500, the time- and surface-averaged Nusselt numbers at the bottom wall increased as the circular cylinder changed to the sinusoidal cylinder. Further, the heat transfer performance of the sinusoidal cylinder with a wavelength of 3 for 100 and 500 Reynolds numbers were 16.8% and 20.2%, respectively, which were larger than those of a circular cylinder. At the Reynolds number of 1000, the time- and surfaceaveraged Nusselt numbers at the bottom of the sinusoidal cylinder decreased. Further, the heat transfer performance of the sinusoidal cylinder was 4.9%, which was smaller than that of the circular cylinder.

참고자료

· 없음