Natural convection in a partitioned enclosure heated from below

Cubic spline collection numerical method has been developed to determine two dimensional natural convection in a partitioned enclosure heated from below. The both sides of impermeable partition are considered to have continuity in heat flux and temperatures. The governing equations are solved with aid of the SADI procedure. Parametric studies of the effects of the partition and Rayleigh number on the fluid flow and temperature fields have been performed. Results show that the location of the partition and Rayleigh number have a significant influence on the flow and heat transfer characteristics.

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Freie Konvektion in einem von unten beheizten, unterteiltem Hohlraum

Zusammenfassung Eine numerische dreidimensionale SplineMethode zur Berechnung der zweidimensionalen Naturkonvektion in einem von unten beheizten, unterteiltem Hohlraum wird vorgestellt. Der Wärmestrom und die Temperatur auf beiden Seiten der undurchlässigen Trennwand werden als konstant betrachtet. Mit Hilfe der SADI-Prozedur werden die beschreibenden Gleichungen gelöst. Über den Einfluß der Unterteilung und der Rayleigh-Zahl auf die Strömung des Fluids und das Temperaturfeld wird eine Parameter-Studie durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, daß die Anordnung der Unterteilung und die Rayleigh-Zahl einen entscheidenden Einfluß auf das Wärmeübertragungsverhalten haben.

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Nomenclature A aspect ratio=L/H - g gravitational acceleration - H enclosure height - H₁ distance between the top wall of enclosure and the partition - H₂ distance between the bottom wall of enclosure and the partition - k thermal conductivity of fluid - L enclosure length - m number of vertical grid lines - n number of horizontal grid lines - Nu Nusselt number - P pressure - Pr Prandtl number - Q heat transfer across enclosure - Ra Rayleigh number based onH - t time - T dimensional temperature - T_H temperature of warm horizontal wall - T_L temperature of cold horizontal wall - T₀ average temperature=T(_H+T_L)/2 - T temperature difference between the hot and cold wall =T_H–T_L - u, U dimensional and dimensionless horizontal velocity - , V dimensional and dimensionless vertical velocity - x, X dimensional and dimensionless horizontal coordinate - y, Y dimensional and dimensionless vertical coordinate - fluid thermal diffusivity - coefficient of thermal expansion - viscosity - kinematic viscosity=/g9 - density - , dimensional and dimensionless stream function - dimensionless temperature - , dimensional and dimensionless vorticity - dimensionless time