The purpose of this paper is determination the critical geometric dimensions of a three-dimensional vertical heated cavern. In this rate the convection's contribution to heat transfer will be limited due to thermal conductivity at a fixture temperature drop. The model validated and verified by comparison with the experimental results. А stable non-stationary flow regime is observed for Rayleigh number Ra = 15,000, because the temperature fields in different cross-sections of the flow coincide. For the flow with Rayleigh number Ra = 15,000, the nonstationary formulation without the turbulence model did not give the required convergence on residuals. So it was calculated by using the three-dimensional RANS approach closed with the k-w SST turbulence model. In this case the flow is unstable in the third direction, therefore it is impossible to consider the cavern as a heat insulator at numbers Ra = 10,000 and above.

Целью данной работы является определение критических геометрических размеров трехмерной вертикальной нагретой каверны. В этом случае вклад конвекции в теплопередачу будет ограничен из-за теплопроводности при падении температуры арматуры. Модель валидирована и верифицирована путем сравнения с экспериментальными результатами. Stable устойчивый нестационарный режим течения наблюдается для числа Рэлея Ra = 15 000, так как температурные поля в разных сечениях потока совпадают. Для течения с числом Рэлея Ra = 15 000 нестационарная формулировка без модели турбулентности не давала требуемой сходимости по остаткам. Таким образом, он был рассчитан с использованием трехмерного подхода RANS, замкнутого с помощью модели турбулентности k-w SST. В этом случае поток нестабилен в третьем направлении, поэтому рассматривать каверну как теплоизолятор при числах Ra = 10 000 и выше невозможно.

• CFD simulation of the convective flows in the vertical caverns
  • 1. Introduction
  • 2. Materials and Methods
    • 2.1. Mathematical model of flow in vertical heated cavern
    • 2.2. Numerical simulation of flow in vertical heated cavern
  • 3. Results and Discussions
    • 3.1. Results
    • 3.2. Discussion
  • 4. Conclusion

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Инженерно-строительный журнал: специализированный научный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Инженерно-строительный институт. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2008 -. № 8 (92), 2019. — 1 файл (19,2 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Электрон. журнал. — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j21-103.pdf>.