ISSN:
1432-1181
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
,
Physics
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung Es wird über eine numerische Studie der Strömung und des Wärmetransportes in einem zweidimensionalen Kanal mit voll entwickelter Turbulenz berichtet. Ein Computer-programm wurde entwickelt, das in der Lage ist, sowohl Zwangsais auch Naturkonvektion unter turbulenten Bedingungen zu behandeln. Das Programm verwendet die „High-Reynolds-Number“-Form des turbulenten Zweigleichungsmodells(k-ɛ-Modell in das ein Ansatz für die wandnahe, turbulente, kinetische Energie eingearbeitet ist, um das Verhalten der Strömung nahe der Wand genau wiederzugeben, insbesondere in der viskosen Unterschicht, wo die turbulente Reynolds-Zahl klein ist. Es wurde ein wandnahes Temperaturmodell entwickelt und in die Energiegleichung eingearbeitet, um eine genaue Vorhersage der Temperaturverteilung nahe der Wand zu ermöglichen und damit die Wärmeübergangskoeffizienten genau zu berechnen. Die Empfindlichkeit für die Vorhersage der Strömung und der Wärmeübertragung auf Veränderungen in den Koeffizienten des verwendeten Turbulenzmodells wird untersucht. Die Vorhersagen des Modells werden mit verfügbaren experimentellen Daten und theoretischen Ergebnissen verglichen. Es wurde gute Übereinstimmung erzielt. Die Einbeziehung des wandnahen Temperaturmodells brachte weitere Verbesserung der Vorhersage des Temperaturprofils und des Wärmeübergangskoeffizienten. Die Ergebnisse zeigen, daß die turbulente, kinetische Prandtl-Zahl eine Funktion der Reynolds-Zahl sein sollte.
Notes:
Abstract A numerical study of fluid flow and heat transfer in a two-dimensional channel under fully developed turbulent conditions is reported. A computer program which is capable of treating both forced and natural convection problems under turbulent conditions has been developed. The code uses the high-Reynolds-number form of the two equation turbulent model(k-ɛ) in which a turbulent kinetic energy near-wall model is incorporated in order to accurately represent the behavior of the flow near the wall, particularly in the viscous sublayer where the turbulent Reynolds number is small. A near-wall temperature model has been developed and incorporated into the energy equation to allow accurate prediction of the temperature distribution near the wall and, therefore, accurate calculation of heat transfer coefficients. The sensitivity of the prediction of flow and heat transfer to variations in the coefficients used in the turbulence model is investigated. The predictions of the model are compared to available experimental and theoretical results; good agreement is obtained. The inclusion of the near-wall temperature model has further improved the predictions of the temperature profile and heat transfer coefficient. The results indicate that the turbulent kinetic energy Prandtl number should be a function of Reynolds number.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01303450
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