MODELING SQUARE TURBULENT CONVECTION

Authors

  • Makhburat Kalbekova Osh State University

DOI:

https://doi.org/10.52754/16947452_2022_1_177

Keywords:

Reynolds number, turbulent model, natural convection, OpenFOAM, Relay number

Abstract

In this work, a quantitative analysis of turbulent convection in a two-dimensional volume-heated liquid was performed. A numerical method for solving the Navier-Stokes system of equations with Bussines approximation was proposed. Mathematical modeling was performed in an isothermal cavern with square walls in the range of 106 to 1011 Rayleigh numbers using the Open FOAM open package in Prantal Pr = 0.6. The control volume method in the Open FOAM program and the PIMPLE algorithm were used as a problem-solving procedure in this paper. Three models of turbulence implemented in the Open FOAM package were considered: the classical k-ɛ model, its variation for the lower Reynolds numbers, and the k-ω-SST model of turbulence. The results of the calculations were compared with the relevant experimental data using three models of turbulence. The k-ω-SST model of comparative turbulence describes the class of problems presented in the considered numbers of Reynolds and Rayleigh with the required accuracy. All considered models of turbulence explain to some extent the non-stationary nature of the flow.

References

Абрамов, А.Г.Численное моделирование турбулентной свободной конвекции паровоздушной среды в замкнутой полости при наличии пленочной конденсации на центральнойвертикальной трубке [Текст] / Абрамов А. Г., Смирнов Е. М. // Тр. 5-й Рос. нац. конф. по теплообмену, Москва, 25–29 окт. 2010 г. М.: Изд-во Моск. энерг. ин-та, 2010.

Горбунов, А.А. Полежаев В. И. Об условиях возникновения конвекции Рэлея — Бенара и теплообмене в околокритической среде [Текст] / Горбунов А. А., Никитин С. А. // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2007. № 5.

Ермолаев, И.А. Моделирование естественной термогравитационной конвекции в горизонтальных каналах с сечением нерегулярной формы [Текст] / Ермолаев И. А., Жбанов А. И., Кошелев В. С. // Инж.-физ. журн. 2003. Т. 76, № 4.

Обухов, А.Г. Численное моделирование трёхмерных нестационарных конвективных течений сжимаемого вязкого теплопроводного газа: учебное пособие [Текст] / А.Г. Обухов, Е. М. Сорокина. – М.: Издательский дом Академии Естествознания, 2017.

Терехов, В.И. Трехмерная ламинарная конвекция внутри параллелепипеда с нагревом боковых стенок [Текст] / Терехов В. И., Экаид А. Л. // Теплофизика высоких температур. 2011. Т. 49, № 6.

Calcagni, B. Paroncini M. Natural convective heat transfers in square enclosures heated from below [Текст] / Calcagni B., Marsili F. // Appl. Therm. Engng. 2005. V. 25. https://cfd.direct/openfoam/user-guide-v5/. OpenFOAM v5 User Guide.

Published

2022-03-31

How to Cite

Kalbekova, M. (2022). MODELING SQUARE TURBULENT CONVECTION. Bulletin of Osh State University, (1), 177–184. https://doi.org/10.52754/16947452_2022_1_177