參考資料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual

算例說明

本案例介紹了空腔內(nèi)自然對流的湍流流動。兩個垂直墻保持在不同的溫度，而水平墻壁是絕熱的。

計算域：2.18m X 0.0762m

物質屬性：密度選擇Boussinesq假設，比熱為1005J/kg-K，粘度1.81e-05kg/m-s，摩爾數(shù)為28.966

邊界條件：低溫墻壁溫度為288.25 K，高溫墻壁溫度為307.85 K，上下墻壁為絕熱條件

網(wǎng)格劃分

采用矩形網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量為24300

注意：這里在上下方各設置長度為0.05m的固體域

計算設置

本次計算為穩(wěn)態(tài)湍流計算，考慮重力影響。

• 物質屬性
  

計算空腔內(nèi)流體物質為空氣，設置它的密度、比熱、粘性等參數(shù)

設置上下兩側固體域物質為硬橡膠

• 湍流模型

選擇雷諾應力湍流模型

• 能量方程

激活能量方程

• 邊界條件
  

設置左右兩側高、低溫墻壁的溫度

設置上下兩側壁面為絕熱條件

設置流體域與固體域之間的墻壁邊界參數(shù)

• 設置求解方法和松弛因子

計算結果

• 計算域溫度場云圖

• 計算域速度場云圖

• 計算值與實驗值對比

y=0.109m位置處豎直速度值對比圖

y=0.109m位置處溫度值對比圖

參考文獻

P.L. Betts, I.H. Bokhari. "Experiments on turbulent natural convection in an enclosed tall cavity". International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 21, pp. 675-683, 2000