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사각채널 내부에 존재하는 단열의 원형 실린더의 반지름 변화가 채널내부 자연대류 현상에 미치는 영향
최창영(Changyoung Choi),하만영(Man Yeong Ha),윤현식(Hyun Sik Yoon) 대한기계학회 2013 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2013 No.12
We consider the direct numerical simulation (DNS) of three-dimensional natural convection in a rectangular channel with an adiabatic circular cylinder over the range Ra=10<SUP>3</SUP> up to Ra=10<SUP>5</SUP>. The Prandtl number of the fluid is 0.7 and the long rectangular channel of aspect ratio unity in the cross-section and periodic boundaries in a horizontal longitudinal direction. The rectangular channel is heated from below and the side walls in the cross-section are perfectly insulated. We focus on the effect of the radius of the circular cylinder on the heat transfer and flow structure in the rectangular channel. The radius of the circular cylinder is changed over the range R=0.1L up to R=0.4L, where L is the width of the channel. The effect of the radius of the circular cylinder on natural convection in the rectangular channel increases with increasing the radius as well as Rayleigh number.
Prandtl 수 변화가 다양한 위치의 원형실린더가 존재하는 정사각형 밀폐계 내부 자연대류 현상에 미치는 영향
성선유(Seon Yu Seong),최창영(Changyoung Choi),하만영(Man Yeong Ha),윤현식(Hyun Sik Yoon) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集B Vol.38 No.11
본 연구는 다양한 위치의 원형 실린더가 존재하는 사각 밀폐계에서 Prandtl 수 변화에 따른 밀폐계 내부의 자연대류 현상에 대한 수치해석을 수행하였다. Rayleigh 수가 10<SUP>3</SUP>, 10<SUP>4</SUP>, 10<SUP>5</SUP> 그리고 다양한 위치의 내부 원형 실린더에 대해서 Prandtl 수를 0.1, 0.7, 7 로 변화시키며 Prandtl 수의 영향을 분석하였다. 내부 원형 실린더의 위치는 -0.2 에서 0.2 까지 0.1 간격으로 변화시켰다. Prandtl 수의 변화에 따른 밀폐계 내부의 자연대류 현상은 밀폐계 내부의 온도장과 유동장 및 표면 평균 Nusselt 수의 분포를 바탕으로 분석하였다. Rayleigh 수가 10<SUP>5</SUP> 일 때 내부 실린더의 위치에 상관없이 Prandtl 수가 증가할수록 평균 Nusselt 수는 증가하였다. This paper presents a numerical study conducted for analyzing the effect of the Prandtl number on natural convection in a square enclosure with an inner circular cylinder in various positons. Several Prandtl numbers (Pr = 0.1, 0.7, and 7) and Rayleigh numbers (Ra = 10<SUP>3</SUP>, 10<SUP>4</SUP> and 10<SUP>5</SUP>) are considered in the numerical study, along with different positions of the inner circular cylinder . The position of the inner circular cylinder is changed in steps of 0.1 in the range of -0.2 to 0.2 . The effect of the Prandtl number on natural convection in the enclosure is analyzed on the basis of the thermal and flow fields and the distribution of the Nusselt number. Regardless of the position of the cylinder, when the Rayleigh number is 10<SUP>5</SUP>, the surface-averaged Nusselt number of the inner cylinder and the enclosure increases as the Prandtl number increases.
내부의 원형 실리더의 위치변화가 마름모 밀폐계 내부의 자연대류 현상에 미치는 영향
정승재(Seungjae Jeong),최창영(Changyoung Choi),하만영(Man Yeong Ha),윤현식(Hyun Sik Yoon) 대한기계학회 2013 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2013 No.12
A numerical analysis of the effect of the position of a circular cylinder in a rhombus enclosure on natural convection in the enclosure is presented. The location of the cylinder is changed between -0.4 and 0.4. The Rayleigh number is varied between 10^5 and 10^7. The effect of the location of the cylinder on natural convection in the enclosure is analyzed by the isothermal line, stream line, and surface-averaged Nusselt number. In the range of the Rayleigh numbers and cylinder locations that is considered in this study, the flow and heat transfer patterns show three different regimes; steady symmetric, steady asymmetric, and unsteady asymmetric.
내부 원형 실린더의 크기가 정육면체 밀폐계 내부의 3 차원 자연대류 현상에 미치는 영향
서영민(Young Min Seo),최창영(Changyoung Choi),하만영(Man Yeong Ha),박상후(Sang Hu Park) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集B Vol.38 No.12
본 연구는 정육면체 밀폐계 내부에 존재하는 고온의 원형 실린더의 크기 변화에 따른 밀폐계 내부의 3 차원 자연대류 현상에 대한 수치해석을 수행하였다. 본 연구에서 고려한 Rayleigh 수는 103 부터 105 까지며 Prandtl 수는 0.7 이다. 내부 원형 실린더의 반경은 0.1L 부터 0.4L 범위에서 0.1L 간격으로 변경하였다. 본 연구에서 고려한 모든 Rayleigh 수와 실린더 반경의 범위에서 열유동장은 정상 상태의 특성을 보였다. 내부 원형 실린더의 크기가 증가하여 실린더 표면과 밀폐계 벽면이 가까워 질수록 실린더 표면과 밀폐계 벽면의 평균 Nusselt 수는 증가하였다. 내부 원형 실린더의 크기 변화에 따른 정육면체 밀폐계 내부의 자연대류 현상은 온도장, 유동장 및 표면 평균 Nusselt 수의 분포를 바탕으로 분석하였다. This study evaluates the effect of a heated circular cylinder"s size on three-dimensional natural convection in a cubical enclosure. The Rayleigh number was varied between 103 and 105, and the Prandtl number was maintained at 0.7. In this study, the radius of the circular cylinder was changed by 0.1 L within a range of 0.1.0.4 L. The thermal and fluid flow characteristics were regarded to be independent of time in the range of the Rayleigh number and cylinder radius considered in this study. The surface-averaged Nusselt numbers of the cylinder and the enclosure were found to increase with the increase in the radius of the cylinder. The effect of the cylinder"s size on natural convection in the enclosure was analyzed across the thermal and flow fields, and the distributions of the Nusselt numbers.
Prandtl 수 변화가 내부 원형 실린더가 존재하는 기울어진 정사각형 밀폐계 내부의 자연대류 현상에 미치는 영향
문기수(Gi Su Mun),최창영(Changyoung Choi),하만영(Man Yeong Ha),윤현식(Hyun Sik Yoon) 대한기계학회 2014 大韓機械學會論文集B Vol.38 No.11
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<SUP>3</SUP>, 10<SUP>4</SUP>, 10<SUP>5</SUP> 그리고 밀폐계의 각도가 0°, 15°, 30°, 45° 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 105 이고 밀폐계의 각도가 0° 와 45° 일 때 시간에 따라 열유동장이 변하였다. 실린더 표면과 밀폐계 벽면의 평균 Nusselt 수는 Rayleigh 수가 10<SUP>5</SUP> 인 경우, 각도에 관계없이 Prandtl 수가 클수록 증가하였다. 특히 Rayleigh 수가 10<SUP>5</SUP> 이고 Prandtl 수가 0.1 일 때 밀폐계의 각도가 45° 인 경우 실린더 표면과 밀폐계 벽면의 평균 Nusselt 수가 크게 증가하였다. A numerical analysis of the effect of the Prandtl number on the natural convection in a cold outer tilted square enclosure with an inner hot circular cylinder is presented. Several Prandtl numbers (Pr=0.1, 0.7, 7) are considered, with different angles(0°, 15°, 30°, 45°) for the enclosure and Rayleigh numbers (Ra=10<SUP>3</SUP>, 10<SUP>4</SUP> ,10<SUP>5</SUP>). The effect of the Prandtl number on the natural convection is analyzed using isotherms and streamline and surface-averaged Nusselt numbers. The flow and heat transfer characteristics are found to be dependent on the time for Ra=10<SUP>5</SUP> and Pr=0.1 at angles of 0° and 45°. However, in the other cases, the flow and heat transfer characteristics are independent of the time.The surfaceaveraged Nusselt number increases with an increase in the Prandtl number. As the Prandtl number increases, the Nusselt number becomes larger regardless of the angle for Ra=10<SUP>5</SUP> . In particular, the Nusselt number steeply increases when the angle is 45° for Ra=10<SUP>5</SUP> and Pr=0.1.