Comparison of different turbulence models and flow boundary conditions in predicting turbulent natural convection in a vertical channel with isoflux plates

سوف نعرض في هذه الورقة نتائج دراسة عددية لتدفق الهواء و نقل الحرارة عن طريق الانتقال الطبيعي المضطرب في قناة مفتوحة بين جدارين متوازين. و قد تناولت الدراسة ستة نماذج لتمثيل الاضطراب و أربعة شروط حدودية عند مدخل القناة العمودية. و هذه النماذج هي : نموذج (k −ε) المعتاد – نموذج (k −ε) المعد الصياغة (RNG) - نموذجان ذوا أعداد رينولدز المنخفضة و المختلفة – (Number) Low-Reynolds و نموذجان مختلفان لإجهاد رينولدز (RSM). و الشروط الحدودية الأربعة عند مدخل القناة اعتبرت: ضغطا موحدا للفتحة المباشرة – فتحة ممددة عموديا بضغط موحد – فتحة دائرية بضغط موحد و فتحة مباشرة بسرعة موحدة. و بعد مقارنة النتائج العددية للتدفق و الحقول الحرارية بما يلائم من نتائج تجريبية متوفرة – تبين أن أنموذج عدد رينولدز المنخفض [1] مع الشرط الحدي ذات الضغط الموحد للفتحة المباشرة أعطيا أقرب النتائج إلى القيم التجريبية. This paper presents the results of a numerical investigation of turbulent natural convection flow and heat transfer in a vertical parallel-plate open channel using six different turbulence models and four different inlet boundary conditions. The turbulence models considered are the Standard and renormalization group (RNG) k −ε models and two different Low Reynolds number k −ε models in addition to two different versions of the Reynolds stress model (RSM). The inlet boundary conditions considered include uniform inlet pressure, extended inlet geometry, radial inlet flow and uniform inlet velocity. The flow and thermal fields obtained using these models and inlet conditions are compared to experimental data available in the literature. The results indicate that the low Reynolds number k −ε model [1] and uniform pressure inlet condition exhibit close agreement with the experimental results.