Bu çalışmada bir duvar yakınında arka arkaya yerleştirilmiş ısıtılmış kare kesitli silindirler etrafındaki akışın
karakteristiklerini ve ısı geçişi incelenmiştir. Hesaplamalar zamana bağlı 2-boyutlu Navier Stokes ve enerji
denklemlerinin çözümü ile gerçekleştirilmiştir. Denklemlerin viskoz ve taşınım terimleri için Cranck-Nicholson şeması
ile birlikte kısmi adımlar metodu kullanılmıştır. Girişte duvara paralel hız bileşeni için tam gelişmiş laminar sınır tabaka
kullanılmış, akışa dik yönünde hız bileşeni sıfır olarak alınmıştır. Simulasyonlar 0.71 Prandtl (Pr) sayısı ve akışın iki
boyutlu olduğu Reynolds (Re) sayısının 150 değeri için gerçekleştirilmiştir. Akış karakteristikleri ve ısı geçişi yalnızca
silindirler arasındaki uzaklık (L/D) ye değil aynı zamanda silindirlerin merkezi ile duvar arasındaki uzaklığa da (G/D)
bağlıdır. Akış ve ısı geçişi arasındaki bağlantıyı ortaya çıkarmak için değişik L/D ve G/D oranları için çevrinti ve eş
sıcaklık eğrileri elde edilmiş ve tartışılmıştır. Silindirler duvardan oluşan sınır tabakanın içerisinde kaldığında,
silindirlerin üst ve alt yüzeyindeki hızlar arasındaki büyük fark akış ve ısı geçiş parametrelerinde önemli değişimlere
neden olmuştur.
In this study, the flow and heat transfer characteristics of two heated square cylinders in a tandem
arrangement near a wall is investigated. The numerical computations are carried out by solving the unsteady two
dimensional Navier-Stokes and energy equations. A fractional step method with Crank-Nicholson schema was
employed to the convective and the viscous terms of the equations. At the inlet, fully developed laminar boundary layer
is employed for longitudinal velocity over the plane wall while transverse velocity set to zero. The simulations are
performed for Prandtl number (Pr) of 0.71 and Reynolds number (Re) of 150 where the flow is considered two
dimensional. The flow field characteristics and heat transfer depend not only on the ratio of the space between the
cylinders (L/D) but also on the distance between the cylinder center and the wall (G/D). The vorticity and isotherm
curves are generated and discussed for various L/D and G/D ratios to clarify the connection with flow and heat transfer
characteristics. When the cylinders are within the boundary layer formed on the plane wall, the large difference between
the velocities at the upper and lower side of the cylinders leads to noticeable variation at the flow and heat transfer
characteristics.
Primary Language | English |
---|---|
Subjects | Mechanical Engineering |
Journal Section | Research Article |
Authors | |
Publication Date | April 30, 2020 |
Published in Issue | Year 2020 Volume: 40 Issue: 1 |