Article thumbnail

Simulation of convective-radiative heat transfer in a differentially heated rotating cavity

By Степан Андреевич Михайленко and Михаил Александрович Шеремет

Abstract

Проведено математическое моделирование нестационарных режимов естественной конвекции и поверхностного излучения в замкнутой вращающейся квадратной полости. Рассматриваемая область решения имела две противоположные изотермические стенки, поддерживаемые при постоянных низкой и высокой температурах, остальные стенки являлись адиабатическими. Стенки считались диффузно-серыми. Анализируемая полость вращалась с постоянной угловой скоростью относительно оси, проходящей через центр полости и ориентированной ортогонально области решения. Математическая модель, сформулированная в безразмерных преобразованных переменных «функция тока – завихренность скорости» на основе приближений Буссинеска и диатермичности рабочей среды, была реализована численно методом конечных разностей. Уравнения дисперсии завихренности и энергии решались на основе локально-одномерной схемы А. А. Самарского. Диффузионные слагаемые аппроксимировались центральными разностями, конвективные — с использованием монотонной аппроксимации А. А. Самарского. Разностные уравнения решались методом прогонки. Разностное уравнение Пуассона для функции тока решалось отдельно с применением метода последовательной верхней релаксации. Оптимальное значение параметра релаксации подбиралось на основе вычислительных экспериментов. Анализ радиационного теплообмена проведен с использованием метода сальдо в варианте Поляка. Разработанный вычислительный код был протестирован на множестве сеток, а также верифицирован путем сопоставления полученных результатов при решении модельной задачи с экспериментальными и численными данными других авторов

Topics: естественная конвекция, тепловое излучение, поверхностное излучение, диатермическая среда, вращающиеся полости, метод конечных разностей
Publisher: 'Izhevsk Institute of Computer Science'
Year: 2020
DOI identifier: 10.20537/2076-7633-2018-10-2-195-207
OAI identifier: oai:rour.neicon.ru:rour/299186
Download PDF:
Sorry, we are unable to provide the full text but you may find it at the following location(s):
  • https://openrepository.ru/arti... (external link)
  • Suggested articles


    To submit an update or takedown request for this paper, please submit an Update/Correction/Removal Request.