Vertical-plate free convection boundary layer disturbed by a row of circular cylinders: RANS-based numerical simulation

Abstract

This paper presents the results of RANS-based numerical simulation of 3D flow dynamics and heat transfer in the turbulent free-convection boundary layer disturbed by a transverse periodic row of finite-height cylindrical obstacles. The disturbing row elements are mounted on a vertical isothermally heated plate along which the free-convection flow develops starting from a 2D state prescribed at the computational domain inlet. The height-to-diameter ratio of the cylindrical obstacles is varied from 1 to 3, and their surface is treated as adiabatic or isothermal. Vortex flow structures and local heat transfer patterns in the front and in the rear of the introduced macroroughness are analyzed.

Влияние Периодической Макрошероховатости На Развитие Турбулентной Свободной Конвекции У Внезапно Нагреваемой Вертикальной Пластины

“…Для практических приложений более интересен, однако, случай с множеством крупномасштабных препятствий, распределенных по большой части охлаждаемой поверхности, например, периодически. Обтекание свободноконвективным пограничным слоем одиночного поперечного ряда периодически расположенных цилиндров исследовалось численно в работе [8] на основе постановки и вычислительной методики, примененной ранее в [7]. Интенсифицирующее действие массива V -образных пластинок на теплоотдачу в свободноконвективном пограничном слое на вертикальной поверхности экспериментально изучалось в работах [9][10][11], но лишь для случая ламинарного режима течения в возмущаемом слое.…”

“…Процесс развития конвекции рассчитывается в течение промежутка времени, составляющего 32t s . Отметим, что для случая гладкой пластины характерное число Грасгофа Gr δ = gβ(T w − T a )δ 3 /ν 2[8]…”