두 실린더의 수직 위치가 수평 채널 내부의 3차원 자연대류 현상에 미치는 영향 (Effect of a Two Cylinder Vertical Location on the Three-Dimensional Natural Convection Between a Parallel Channel)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 42권 / 2호 / 91 ~ 99페이지
· 저자명 : 은현준, 서영민, 박용갑, 하만영

초록

본 연구에서는 수평채널 사이에 존재하는 두 개의 고온 수평 실린더 배열의 수직 위치에 따른 3차원 자연대류 현상에 대하여 수치해석을 수행하였다. 유한 체적법을 이용한 직접수치해석(DNS)을 통하여 수치계산을 수행하였으며, 본 연구에서 고려한 Rayleigh수는 104 및 105, Prandtl 수는 0.7이다. 내부 원형 실린더의 수직 간격은 0.1L부터 0.5L 범위에서 0.1L 간격으로 변경하였다. Rayleigh 수가 104에서는 실린더의 위치에 무관하게 열유동장이 모두 정상상태에 도달하였으나, Rayleigh 수가 105에서는 실린더의 위치에 따라 비정상 특성이 나타났다. 실린더 간의 거리가 가깝고 상부 실린더와 상부 채널 벽면 사이의 공간이 충분한 경우, 실린더간의 상호작용으로 인하여 비정상 특성이 나타났으며 정상 유동과 다르게 3차원 유동이 발생하였다. 실린더 사이의 간격과 Rayleigh수가 증가함에 따라 실린더의 표면 평균 Nusselt수는 증가하는 경향을 보였다.

영어초록

This study numerically investigated the effects of a two-cylinder vertical location on the three-dimensional natural convection in the space between a horizontal, parallel channel. Direct numerical simulations based on the finite volume method were performed for the Rayleigh numbers of 104 and 105 with a Prandtl number fixed at 0.7. In the study, the vertical distance between the inner cylinders was changed by 0.1L within a range of 0.1-0.4L. As a result, the steady state represents regardless of the cylinder’s vertical location at Ra=104, while the unsteady characteristic represents based on the location of the cylinders at Ra=105. When the distance between cylinders is close and the space between the upper cylinder and the channel wall is large enough, the interaction between the cylinders causes an unsteady three-dimensional flow compared to the steady flow. When the distance between cylinders and the Rayleigh number are increased, the surface averaged Nusselt number of cylinders also increases.

참고자료

· 없음