Турбулентная конвекция в подогреваемом снизу вращающемся цилиндре

25 Декабря 2018

Докладчик: Смирнов Сергей Игоревич (СПбПУ), sergeysmirnov92@mail.ru

Тезисы доклада "Турбулентная конвекция в подогреваемом снизу вращающемся цилиндре" 

Представлены результаты прямого численного моделирования турбулентной свободной конвекции в подогреваемой снизу цилиндрической полости с высотой равной ее диаметру (Г = D/H = 1) при различных числах Прандтля: Pr = 0.025, 0.7, 6.4 (ртуть, воздух, вода). Большинство расчетов проведено с использованием конечно-объемного программного кода внутреннего пользования SINF/Flag-S (СПбПУ). Часть расчетов (в целях кросс-верификации кодов) выполнена с использованием лицензионного программного пакета ANSYS Fluent.

Проанализировано влияние вращения емкости (вокруг своей оси) на структуру течения (рис. 1, Pr = 0.025) и теплопередачу. Показано, что при увеличении скорости вращения структура течения претерпевает изменения — от крупномасштабной циркуляции с фоновой турбулентностью для неподвижной емкости (число Россби Ro = ∞) к развитию вертикально-ориентированных образований, интенсивность которых ослабевает с уменьшением Ro. Проведено сравнение результатов расчетов с экспериментальными и расчетными данными других авторов.

Представляются и обсуждаются результаты расчетного исследования по оценке влияния теплопереноса в горизонтальных стенках конечной толщины на структуру течения и теплопередачу. Результаты обработаны с использованием эффективного числа Рэлея, которое вычислялось по осредненному перепаду температур между поверхностями раздела жидкость — твердое тело и принимало значение от 10⁶ до 10⁸. Эффективное число Россби изменялось от 0.1 до ∞.