The effect of radiation on transient natural convection past a doubly infinite plate

Abstract

The present research note is concerned with the transient (short time) simultaneous free convection and radiation analysis of a viscous fluid along a doubly infinite vertical isothermal flat plate. To simplify a very complicated problem, an incompressible flow field is used in the analysis.

Generally, the exact numerical solution of this problem is quite lengthy. However, by considering an optically thick radiating gas, expressed by the Rosseland diffusion approximation, the solution is much simpler. Moreover, this case leads to a complete similarity transformation of the governing partial differential equations into a set of ordinary differential equations. An exact numerical solution is obtained of the resulting ordinary differential equations for a Prandtl number equal to 0.733 and for a wide range of involved parameters.

Zusammenfassung

Der vorliegende Bericht befaßt sich mit der Untersuchung der transienten Vorgänge bei gleichzeitiger freier Konvektion und Strahlung an einem zähen Fluid entlang einer unendlichen isothermen ebenen Platte. Um das komplizierte Problem zu vereinfachen, wird eine inkompressible Strömung angenommen.

Normalerweise ist die exakte numerische Lösung dieses Problems sehr langwierig. Berücksichtigt man jedoch ein optisch dichtes, strahlendes Gas wie es durch die Rosselandsche Diffusionsnäherung ausgedrückt wird, ist die Lösung wesentlich einfacher. Zudem führt dieser Fall zu einer kompletten Ähnlichkeitstransformation der beschreibenden partiellen Differentialgleichungen in einen Satz von gewöhnlichen Differentialgleichungen. Eine exakte numerische Lösung wird erzielt für eine PrandtlZahl von 0.733 und einem großen Bereich der beteiligten Parameter.