Моделирование смешанной конвекции над горизонтальной пластиной

Аннотация

Смешанная конвекция над нагреваемой горизонтальной пластиной была смоделирована с использованием четырех численных моделей на базе рейнольдсовых, вихревых и вязкостных моделей турбулентности. Основным критерием оценки адекватности моделей было распределение температуры на поверхности пластины и в слое жидкости над ней. В расчетах использовалась трехмерная расчетная область с условиями симметрии. Моделирование проводилось с использованием программного пакета Code_Saturne в нестационарной постановке. Для оценки сеточной сходимости решения были использованы три ортогональные сетки. Вязкостная модель u2-f и вихревая модель Смагоринского показали наиболее адекватные результаты. Однако наиболее точные распределения температуры в области преимущественного действия архимедовой силы были получены при использовании вихревой k-модели и эллиптической рейнольдсовой модели EBRSM. Разработанные модели пригодны для промышленного использования (например, для проектирования охлаждающих рубашек) и могут быть использованы в качестве основы для дальнейших исследований смешанной конвекции.