同心环的自然对流

参考资料：ANSYS Fluid Dynamics Verification Manual

算例说明

本案例模拟了同心环形域内的自然对流。内壁保持在比外壁更高的温度，从而引起浮力诱导的环流。

计算域：外环半径46.25 mm，内环半径17.8 mm

物质属性：物质密度为不可压缩理想气体，粘度为2.081e-5kg/m-s，比热为1008 J/kg-K，导热系数为0.02967 W/m-K

边界条件：外环温度为327 K，内环温度为373 K

网格划分

采用矩形网格，网格数量为1200

计算设置

本次计算为稳态轴对称计算，考虑重力影响。

• 物质属性
  

计算物质设置密度等参数

• 湍流模型
  

选择为层流

• 能量方程

激活能量方程

• 边界条件
  

设置内外壁面的温度

• 求解控制

（1）求解方法

（2）松弛因子

计算结果

• 计算域云图展示
  

温度云图

• 计算值与实验值对比

对比计算域底部对称轴位置处温度值对比

参考文献

T.H. Kuehn, R.J. Goldstein, “An Experimental Study of Natural Convection Heat

Transfer in Concentric and Eccentric Horizontal Cylindrical Annuli”, Journal of Heat Transfer, Vol 100, pp. 635-640, 1978.