一叠实心水平圆柱层流与湍流自然对流的数值研究
流体动力学
2019-05-15 v1
摘要
本文在三维计算域内数值研究了一叠等温实心水平圆柱的自然对流。模拟分别在瑞利数（Ra）范围为（10^4 至 10^8）和（10^10 至 10^13）的层流与湍流流态下进行。在本研究中，圆柱的长径比在 0.5 至 20 范围内变化。通过以三角形方式布置三、六和十个圆柱，考虑了三种不同的堆叠排列用于数值模拟。本计算研究能够评估圆柱堆叠周围非常有趣的热浮羽流结构。平均努塞尔数（Nu）对所有 L/D 均显示出对 Ra 的正依赖关系。三圆柱堆叠的平均 Nu 略高于六圆柱堆叠，其次为十圆柱堆叠。此外，在特定 Ra 下，短圆柱（低 L/D）的 Nu 显著更高，并随 L/D 增大至 10 或 15 而减小，之后对长圆柱保持恒定。另外，本文数值结果还与空心圆柱堆叠进行了比较。针对不同堆叠，开发了作为 Ra 和 L/D 函数的努塞尔数新关联式，这将对工业从业者和学术研究者有用。
引用
@article{arxiv.1905.05530,
title = {Numerical Study of Laminar and Turbulent Natural Convection from a Stack of Solid Horizontal Cylinders},
author = {Subhasisa Rath and Sukanta Kumar Dash},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.05530},
year = {2019}
}
备注
Research Article