ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЛАМИНАРНО-ТУРБУЛЕНТНОГО ПЕРЕХОДА В ЗАДАЧАХ КОНВЕКТИВНО-РАДИАЦИОННОГО ТЕПЛОПЕРЕНОСА

Проведено численное моделирование процесса совместного переноса теплоты естественной конвек- цией и тепловым поверхностным излучением. Компоненты вектора скорости вычислялись из мезоско- пической функции распределения условных частиц в рамках решеточного метода Больцмана. С другой стороны, расчет термодинамических характеристик термогравитационного потока осуществлялся путем конечно-разностного решения макроскопического уравнения энергии. Разработанный гибридный алгоритм, имитирующий метод прямого численного моделирования, тестировался на эталонных экс- периментальных данных о турбулентной естественной конвекции в замкнутой прямоугольной полости, полученных другими исследователями. Диапазон варьирования числа Рэлея, кондуктивно-радиационно- го параметра и степени черноты стенок составил 4 ⋅ 10⁴ ≤ Ra ≤ 10⁹, 55.84 ≤ N r ≤ 163.448 и 0 ≤ ε ≤ 1 соответственно. В ходе численного моделирования установлено, что процесс конвективно-радиационного теплопереноса в замкнутой квадратной полости при боковом нагреве/охлаждении становится нестацио- нарным при Ra ≥ 6 ⋅ 10⁷ и Nr ≥ 63.95. В этом случае тренд эволюции средних конвективных и эффективных чисел Нуссельта приобретает осцилляционный характер с постоянной амплитудой колебаний в диапазоне 6 ⋅ 10⁸ ≤ Ra ≤ 10⁹, 63.95 ≤ Nr ≤ 75.89
Проведено численное моделирование процесса совместного переноса теплоты естественной конвек- цией и тепловым поверхностным излучением. Компоненты вектора скорости вычислялись из мезоско- пической функции распределения условных частиц в рамках решеточного метода Больцмана. С другой стороны, расчет термодинамических характеристик термогравитационного потока осуществлялся путем конечно-разностного решения макроскопического уравнения энергии. Разработанный гибридный алгоритм, имитирующий метод прямого численного моделирования, тестировался на эталонных экс- периментальных данных о турбулентной естественной конвекции в замкнутой прямоугольной полости, полученных другими исследователями. Диапазон варьирования числа Рэлея, кондуктивно-радиационно- го параметра и степени черноты стенок составил 4 ⋅ 10⁴ ≤ Ra ≤ 10⁹, 55.84 ≤ N r ≤ 163.448 и 0 ≤ ε ≤ 1 соответственно. В ходе численного моделирования установлено, что процесс конвективно-радиационного теплопереноса в замкнутой квадратной полости при боковом нагреве/охлаждении становится нестацио- нарным при Ra ≥ 6 ⋅ 10⁷ и Nr ≥ 63.95. В этом случае тренд эволюции средних конвективных и эффективных чисел Нуссельта приобретает осцилляционный характер с постоянной амплитудой колебаний в диапазоне 6 ⋅ 10⁸ ≤ Ra ≤ 10⁹, 63.95 ≤ Nr ≤ 75.89 Автор:  А. Э. Ни
Ключевые слова:  метод решеточных уравнений Больцмана, метод конечных разностей, естественная конвекция, поверхностное излучение
Стр:  1020