• 대한기계학회논문집B
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• 제37권12호
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• pp.1113-1120
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• 2013

본 연구에서는 $45^{\circ}$기울어진 저온의 사각형 밀폐계 내부에 존재하는 고온의 원형 실린더의 위치 변화에 따른 밀폐계 내부 자연대류 현상에 대한 수치해석을 수행하였다. Rayleigh 수는 $10^3$부터 $10^5$까지 변화하였으며 내부 실린더의 위치는 $-0.4{\leq}{\delta}{\leq}0.4$ 범위에서 0.1 간격으로 변화시켰다. 원형 실린더의 위치 변화에 따른 밀폐계 내부의 자연대류 현상은 실린더 표면과 밀폐계 표면의 Nu 수, 밀폐계 내부의 등온선 및 유선을 바탕으로 분석하였다. 본 연구에서 고려한 Rayleigh 수의 범위와 원형 실린더의 위치 범위에서는 밀폐계 내부의 열유동은 정상상태의 특성을 보였다. 그리고 내부 원형 실린더가 벽면에 가까워 질수록 실린더벽면과 밀폐계 벽면의 평균 Nu 수가 증가하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권11호
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• pp.935-942
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• 2014

본 연구에서는 내부에 고온의 원형 실린더가 위치한 저온의 기울어진 사각 밀폐계에서 Prandtl 수 변화에 따른 밀폐계 내부 자연대류 현상에 대한 수치해석을 수행하였다. Rayleigh 수가 $10^3$, $10^4$, $10^5$ 그리고 밀폐계의 각도가 $0^{\circ}$, $15^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$ 인 경우에 대해서 Prandtl 수를 0.1, 0.7, 7 로 변화시키며 Prandtl 수의 영향을 분석하였다. Prandtl 수의 변화에 따른 밀폐계 내부의 자연대류 현상은 실린더 표면과 밀폐계 벽면의 평균 Nusselt 수, 밀폐계 내부의 등온선 및 유선을 바탕으로 분석되었다. Prandtl 수가 0.7, 7 인 경우에는 각도 및 Rayleigh 수에 관계없이 열유동은 정상상태의 특성을 보였지만 Prandtl 수가 0.1 인 경우에는 Rayleigh 수가 $10^5$ 이고 밀폐계의 각도가 $0^{\circ}$ 와 $45^{\circ}$ 일 때 시간에 따라 열유동장이 변하였다. 실린더 표면과 밀폐계 벽면의 평균 Nusselt 수는 Rayleigh 수가 $10^5$ 인 경우, 각도에 관계없이 Prandtl 수가 클수록 증가하였다. 특히 Rayleigh 수가 $10^5$ 이고 Prandtl 수가 0.1 일 때 밀폐계의 각도가 $45^{\circ}$ 인 경우 실린더 표면과 밀폐계 벽면의 평균 Nusselt 수가 크게 증가하였다.