Turbulent Convection of Liquid Sodium in an Inclined Cylinder of Unit Aspect Ratio


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Turbulent convection of liquid sodium (Prandtl number Pr = 0.0093) in a cylinder of unit aspect ratio, heated at one end face and cooled at the other, is studied numerically. The flow regimes with inclination angles β = 0°, 20°, 40°, 70° with respect to the vertical are considered. The Rayleigh number is 1.5 × 107 . Three-dimensional nonstationary simulations allow one to get instant and average characteristics of the process and to study temperature pulsation fields. A mathematical model is based on the Boussinesq equations for thermogravitational convection with use of the LES (large-eddy simulations) approach for small-scale turbulence modeling. Simulations were carried out with a nonuniform numerical grid consisting of 2.9 × 106 nodes. It is shown that the flow structure strongly depends on β. The large-scale circulation (LSC) exists in the cylinder at any β. Under moderate inclination (β = 20°), the strong oscillations of the LSC orientation angle with dominant frequency are observed. Increasing the inclination up to 40° leads to stabilization of the large-scale flow and there is no dominant frequency of oscillations in this case. It is shown that more intensive temperature pulsations occur at small cylinder inclinations. At any β the regions with intensive pulsations are concentrated in the areas along low and upper cylinder faces. The maximum values of pulsations occur in the area close to lateral walls, where hot and cold fluid flows collide. The intensity of temperature pulsations decreases with increasing distance from the lateral walls. The Reynolds number which characterizes the total energy of the flow reaches its maximum value at β = 20° and then decreases with increasing β. The mean flow has maximum intensity at β = 40°. Turbulent velocity pulsation energy decreases monotonically with increasing inclination angle. It is shown that the inclination leads to an increase in heat transfer along the cylinder axis. The Nusselt number at β = 40° is 26% higher than that in the vertical cylinder.

Ключевые слова

Об авторах

S. Mandrykin

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural Branch

Автор, ответственный за переписку.
Email: msd@icmm.ru
Россия, Perm, 614013

A. Teimurazov

Institute of Continuous Media Mechanics, Ural Branch

Автор, ответственный за переписку.
Email: tas@icmm.ru
Россия, Perm, 614013

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Pleiades Publishing, Inc., 2019

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».