МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНОГО КОНВЕКТИВНОГО ТЕЧЕНИЯ В МОДЕЛИ ЗДАНИЯ ПРИ РАЗНЫХ ГРАНИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ДЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
Ключевые слова:
Математическое моделирование, естественная конвекция, вихри Рэлея-Бенарда, число Прандтля, OpenFOAM, buoyantPimpleFoamАннотация
Численно исследуется нестационарный конвективный теплообмен в заполненном воздухом неглубоком помещении. При решении уравнения для давления с учетом внешних массовых сил, например, силы гравитации, использование обычного нулевого градиентного условия zeroGradient может приводить к ненулевому потоку через границу расчетной области. А использование граничного условия fixedFluxPressure гарантированно обеспечивает нулевой поток массы через границу. Математическое моделирование естественной конвекции в прямоугольной каверне с аспектным отношением 0.5 проведено в рамках пакета OpenFOAM с использованием решателя buoyantPimpleFoam. При разных граничных условиях для температуры поле температуры разное. Другими словами поле средней температуры не является автомодельным – поле температуры зависит от граничных условий для температуры.
Библиографические ссылки
1. Benard H., Les tourbillons cellularies dans une nappe liquide. Rev. Gen. Sciences Pure Appl., vol. 11, pp.1261-1271, 1900.
2. Stork K. and U. Muller, Convection in a Box: Experiments, J. Fluid Mech., vol. 54, (4), pp. 599-611., 1972.
3. Numerical simulation of the Rayleigh-Benard convection under the influence of magnetic fields Int. J. Heat Mass Transf., 120 (2018), pp. 1118-1131 View PDFView articleView in ScopusGoogle Scholar.
4. Rayleigh L., On convection currents in a horizontal layer of fluid when the higher temperature is on the other side, Phil.Mag., vol. 32, pp. 529-546, 1916.
5. Pellew, A. Southwell, R.V., On maintained convective motions in a fluid heated from below. Proc. Roy. Soc. London A, vol. 176, 312- 343, 1940.
6. OpenFOAM v7 User Guide. Available at: https://cfd.direct/openfoam/userguide-v7/. (accessed 05.01.2023).
7. Ferziger J. H., Peric M. Computational Methods for Fluid Dynamics. Berlin: Springer Verlag, 2002–42.
8. Versteeg H. K., Malalasekera W. An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method. 2nd edition. Edinburg: Pearson Education Limited. –2007. –520p.
