Турбулентная температуропроводность по данным прямого численного моделирования
- Authors: Чесноков Ю.Г.1
-
Affiliations:
- Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
- Issue: Vol 58, No 2 (2024)
- Pages: 166-171
- Section: Articles
- Published: 23.07.2024
- URL: https://journals.rcsi.science/0040-3571/article/view/260201
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0040357124020042
- EDN: https://elibrary.ru/CULLEB
- ID: 260201
Cite item
Abstract
В работе изучается влияние чисел Рейнольдса и Прандтля на коэффициент турбулентной температуропроводности в плоском канале. Используются данные, полученные различными исследовательскими группами при помощи метода прямого численного моделирования. Показано, что отношение коэффициента турбулентной температуропроводности к коэффициенту молекулярной температуропроводности и числу Рейнольдса, вычисленному по динамической скорости, не является универсальной функцией безразмерного расстояния до стенки, как это вытекает из логарифмической формулы для профиля температуры и закона дефекта температуры, а зависит от чисел Рейнольдса и Прандтля. Получены соотношения, позволяющие оценить указанную величину при сравнительно больших значениях этих параметров.
About the authors
Ю. Г. Чесноков
Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)
Author for correspondence.
Email: ygchesnokov@yandex.ru
Russian Federation, Санкт-Петербург
References
- Kasagi N., Tomita Y., Kuroda A. Direct numerical simulation of passive scalar field in turbulent channel flow // ASME J. Heat Transf. 1992. V. 144. P. 598–606.
- Kawamura H., Oshaka K., Abe H., Yamamoto K. DNS of turbulent heat transfer in channel flow with low to medium-high Prandtl number fluid // Int. J. Heat and Fluid Flow. 1998. V. 19. P. 482–491.
- Kawamura H., Abe H., Matsuo Y. DNS of turbulent heat transfer in channel flow with respect to Reynolds and Prandtl number effects // Int. J. Heat and Fluid Flow. 1999. V. 20. P. 196–207.
- Abe H., Kawamura H., Matsuo Y. Surface heat-flux fluctuations in a turbulent channel flow up to Reτ = 1020 with Pr = 0.025 and 0.71 // Int. J. Heat and Fluid Flow. 2004. V. 25. P. 404–419.
- Kozuka M., Seki Y., Kawamura H. DNS of turbulent heat transfer in a channel flow with a high spatial resolution // Int. J. Heat Fluid Flow. 2009. V. 30. P. 514–524.
- Pirozzoli S., Bernsrdini M., Orlandi P. Passive scalars in turbulent channel flow at high Reynolds number // J. Fluid Mech. 2016. V. 788. P. 614–639.
- Lluesma-Rodriguez F., Hoyas S., Pérez-Quiles M.J. Influence of the computational domain on DNS of turbulent heat transfer up-to Reτ = 2000 for Pr = 0.71 // Int. J. Heat Mass Transf. 2018. V. 122. P. 983–992.
- Alcántara-Ávila A., Hoyas S., Pérez-Quiles M.J. DNS of thermal channel flow up to Reτ = 2000 for medium to low Prandtl numbers // Int. J. Heat Mass Transf. 2018. V. 127. P. 349–361.
- Alcantara-Avila, F., Hoyas, S., Perez-Quiles, M.J. Direct Numerical Simulation of thermal channel flow for Reτ = 5000 and Pr = 0.71 // J. Fluid Mech. 2021. V. 916. A 29.
- Wei T., Fife P., Klewicki J., McMurty P. Scaling heat transfer in fully developed turbulent channel flow // Int. J. Heat Mass Transf. 2005. V. 48. P. 5284–5296.
- Abe H., Antonia R.A., Kawamura H. Correlation between small-scale velocity and scalar fluctuations in a turbulent channel flow // J. Fluid Mech. 2009. V. 627. P. 1–32.
- Antonia R.A., Abe H., Kawamura H. Analogy between velocity and scalar fields in a turbulent channel flow // J. Fluid Mech. 2009. V. 628. P. 241–268.
- Seena A., Afzal N. Power law velocity and temperature profiles in a fully developed turbulent channel flow // Trans. ASME J. Heat Trans. 2008. V. 130. 091701.
- Chesnokov Yu.G. Deviation from the temperature-defect law // Russian J. Appl. Chem. 2013. V. 86. № 2. P. 220–224. [Чесноков Ю.Г. Отклонения от закона дефекта температуры //Журн. прикл. химии. 2013. Т. 86. № 2. С. 239–245.]
- Chesnokov Yu.G. On the wall law for temperature // Theor. Found. Chem. Eng. 2017. V. 51. № 2. P. 247–251. [Чесноков Ю.Г. О законе стенки для температуры // Теор. основы хим. технологии. 2017. Т. 51. № 2. С. 230–234.]
- Abe H., Antonia R.A. Mean temperature calculations in a turbulent channel flow for air and mercury // Int. J. Heat Mass Transfer. 2019. V. 132. P. 1152–1165.
- Wei T. Heat transfer regimes in fully developed plane-channel flows // Int. J. Heat Mass Transfer. 2019. V. 133. P. 393–404.
- Davidson P.A. Turbulence. An Introduction for Scientists and Engineers. New York: Oxford University Press. 2004.
- Kader B.A., Yaglom A.M. Heat and mass transfer laws for fully developed wall flows // Int. J. Heat Mass Transfer. 1972. V. 15. P. 2329–2351.
- Чесноков Ю.Г. Зависимость от критерия Рейнольдса интегральных характеристик течения в плоском канале // Изв. С.- Петербургского гос. технологического института (техн. университета). 2016. № 36. С. 104–107.
- Чесноков Ю.Г. Расчет теплоотдачи в плоском канале при турбулентном режиме течения // Изв. С.- Петербургского гос. технологического института (техн. университета). 2023. № 67. С. 65–68.