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수평동심원 환상공간에서의 자연대류현상에에 관한 수치모사 연구
A Numerical Simulation of Transient Natural Convection between Horizontal Concentric Cylinders
HWAHAK KONGHAK, August 1981, 19(4), 281-290(10), NONE
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Abstract
동심의 두 수평 원통으로 이루어진 환상공간에서의 자연대류에 의한 유체의 유동 및 전열현상을 해석하기 위하여 운동방정식과 에너지식을 유한차분화하여 수치모사실험을 행하였다.
내벽의 표면을 가열하는 경우, 공동내부의 공기는 밀도차에 의하여 자연대류 열전달이 일어나는데 이 현상을 Boussinesq의 가정을 도입하여 운동방정식과 에너지식으로 표시하고 stream function과 vorticity를 이용하여 유한차분화한 후 시간 변화에 따라 온도분포와 steamline을 계산하였다.
또, 벽 외부의 온도가 수직성층 배(vertical temperature gradient)로 유지되고 내벽에서는 단열 또는 등온조건으로 되는 경우에 대하여 축대칭성 2차원 공간에서의 온도분포와 streamline의 변화를 시간변화에 따라서 모사하였다.
내벽의 표면을 가열하는 경우, 공동내부의 공기는 밀도차에 의하여 자연대류 열전달이 일어나는데 이 현상을 Boussinesq의 가정을 도입하여 운동방정식과 에너지식으로 표시하고 stream function과 vorticity를 이용하여 유한차분화한 후 시간 변화에 따라 온도분포와 steamline을 계산하였다.
또, 벽 외부의 온도가 수직성층 배(vertical temperature gradient)로 유지되고 내벽에서는 단열 또는 등온조건으로 되는 경우에 대하여 축대칭성 2차원 공간에서의 온도분포와 streamline의 변화를 시간변화에 따라서 모사하였다.
Transient natural convection phenomena in an annulus between horizontal concentric cylinders were atudied numerically for the axisymmetric cases using the finite difference schemes. boussinewq approximation was applied to the equations of motion describing the buoyant circulation of air, and the vorticity-stream function approach was adopted for the solution of the problems. the simulations of temperature distribution, streamline and vorticity variations were perfourmed under the prescribed conditions such that the outside cylin der was maintained at a variable temperature of vertical stratification condition and the inner cylinder was either thermally insulated to be adiabatic or its surface temperature was kept constant.