Неизотермическое поперечное обтекание цилиндра квадратного сечения с непроницаемым ядром, покрытым пористым слоем

Рассмотрено поперечное неизотермическое обтекание вязкой несжимаемой жидкостью пористого цилиндра квадратного сечения. В качестве основного выделяется случай, когда непроницаемое ядро цилиндра окружено пористым слоем. Полная система уравнений Навье–Стокса и энергии интегрируется численно с использованием метода конечных объемов. Для описания гидродинамического взаимодействия потока и матрицы пористого слоя применяется закон Дарси. При умеренных числах Рейнольдса исследовано влияние проницаемости пористого слоя на характер течения и теплообмен цилиндра с потоком. Показано, что с ростом проницаемости теплоотдача обтекаемого цилиндра увеличивается в основном на его фронтальной стороне. В результате анализа полученных данных представлена аппроксимационная формула для среднего числа Нуссельта в зависимости от чисел Рейнольдса и Дарси. Приводятся также результаты расчетов гидродинамических и тепловых характеристик обтекания непроницаемого и полностью проницаемого цилиндра.