Natural Convection Heat Transfer with a Rectangular Obstruction in a square Enclosure

직사각형 전도성 장애물을 갖는 밀폐공간내에서의 자연대류

The effect of the thermal conductivity of a centered, square, heat-conducting body on natural convection In a square enclosure was examined numerically. Numerical simulations was carried out for Pr=0.17, $Ra=1.0{\times}10^4,\;1.0{\times}10^5,\;1.0{\times}10^6$, $K^*$=1.0, 6.6, 34.0 and t=0.5, 1.0, 2.0. The results were reported in terms of streamlines, isotherms, Nusselt number. As the results, the mean Nusselt number increases with the increasing of ${\zeta}$ at a constant Ra and $K^*$. In the case of ${\zeta}=1.0$(obstruction shape ratio), the mean Nusselt numbers were decreased as increasing of $K^*$(obstruction thermal conductivity ratio) with regardless of the Rayleigh number. When the constant obstruction size and thermal conductivity ratio, convective heat transfer effect was more enhanced at ${\zeta}=2.0$ than ${\zeta}=0.5$.

자연대류에서 정사각형 밀폐공간의 중앙에 고립된 전도성 장애물이 들어 있을 때 열전도도의 효과를 수치해석적으로 연구하였다. Pr=0.17, $Ra=1.0{\times}10^4,\;1.0{\times}10^5,\;1.0{\times}10^6$, 유체와 전도체의 열전도율비인 $K^*$=1.0, 6.6, 34.0 그리고 전도성 장애물의 비 ${\zeta}$=0.5,1.0,2.0에서 수치연구를 수행하였다. 그 결과들은 유선, 등온선 그리고 Nusselt수로 나타내었다. Ra and $K^*$ 값이 일정한 상태에서 평균 Nusselt수가 증가함에 따라 ${\zeta}$ 가 증가하였다. ${\zeta}=1.0$(장애물의 형상비)일 경우 Rayleigh수에 관계없이 $K^*$(장애물의 열전도율비)가 증가할수록 평균 Nusselt수는 감소한다. 장애물의 크기와 열전도율비가 동일할 때 대류열전달 효과는 ${\zeta}=0.5$인 경우보다 ${\zeta}=2.0$일 때 더 향상되었다.