Dergiler / Süleyman Demirel Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makina Mühendisliği Dergisi / 1996 / Cilt: 1 - Sayı: 9
Isıtılmış düşey bir düzlemde doğal konveksiyon türbülanslı sınır tabaka denklemlerinin matematiksel modellemesi
- Sayfa
- 42–51
- DOI
- —
Özet
Bu çalışmada, sınır tabaka eşitliklerinin çözüm yöntemleri kullanılarak, ısıtılmış düşey konumda bir düzlem yüzey boyunca doğal konveksiyon sınır tabaka olayı için çeşitli türbülans modelleri tanıtılmış, Cebirsel Cebeci-Smith modeli, tanımlı standart k-$\varepsilon$ modeli ve farklı düşük-Reynolds sayılı k-$\varepsilon$ modelleri incelenmiş ve modellerin performansları üzerinde durulmuştur. Cebeci-Smith modeli çok düşük cidar-ısı transferi ve türbülanslı viskoziteyi hesaplamak için kullanılmaktadır, Cidar fonksiyonlu standart k-$\varepsilon$ modeli ise çok yüksek cidar-ısı transferini hesaplayabilmekte, hız ve sıcaklık profilleri de deneysel çalışmalarla uyum sağlamakladır. Uygun cidar-ısı transferi sonuçlarını elde edebilmek için de düşük-Reynolds sayılı k-$\varepsilon$ modellerini kullanmak gerekmektedir. Zira Lam ve Bremhorst, Chien, Jones ve Launder modelleri $10^{11}$ e kadar olan Grashof sayısı için en iyi performansa sahip olup daha büyük Grashof sayıları için Jones ve Launder modeli en iyi sonuç vermektedir.
Abstract
In this study, with a numerical code for solving the boundary-layer equations the performance of different turbulence models for the natural convection boundary layer for air along a heated vertical plate is tested. The algebraic Cebeci-Smith model, the standart k-$\varepsilon$ model with wall functions for k and $\varepsilon$ ; and different low-Reynolds number k-$\varepsilon$ models are tested. The Cebeci-Smith model calculates a too low wall-heat transfer and turbulent viscosity. The standart k-$\varepsilon$ model with wall functions gives a too high wall-heat transfer, the velocity and temperature profiles agree reasonably with experiments. Accurate wail-heat transfer results require the use of low-Reynolds number k-$\varepsilon$ models; the models of Lam and Bremhorst. Chien and Jones and launder perform best up to a Grashof number of $10^{11}$ . For larger Grashof numbers the Jones and launder model is best.