Experimental and numerical study of free convection heat transfer around the junction of circular cylinder and heated vertical plate

В данной работе исследуется влияние круглого цилиндра на трехмерные характеристики свободно-конвективного теплообмена. Круглый цилиндр установлен горизонтально на нагретой вертикальной поверхности и классифицируется как препятствие с высоким соотношением сторон, что означает, что высота цилиндра значительно больше чем его диаметр. Полученые результаты приведены для режима ламинарного потока. Кроме того, в ходе численного исследования определяющие дифференциальные уравнения решаются вокруг числа Грасгофа, равного $3\times10^8$. Чтобы определить области высоких градиентов температуры, температура потока показана в виде безразмерных контуров и диаграмм. В ближней области цилиндра вверх по потоку с помощью описания коэффициентов теплообмена, представленных градиентам температуры в заданных точках, изучается влияние расположения цилиндра на скорость теплопередачи. Как и ожидалось, значение коэффициента теплообмена, вызванного плавучестью, увеличивается в области соединения цилиндра и поверхности вверх по потоку. Максимальное значение коэффициента теплообмена появилось на плоскости симметрии исследуемой области, что соответствует расположению центра подковообразной структуры. В итоге обоснованность и достоверность численного и экспериментального подходов подтверждается путем вычисления девиации между числовыми и экспериментальными результатами, а также с помощью анализа неопределенности экспериментального метода.