コンテンツにスキップ

キャビティ内の輻射-熱対流連成解析#

概要#

この解析事例では、暖房器具から発生する熱が部屋全体にどのように伝わるのかについて、 モデル図に示した立方体領域(-0.5≦x, y, z≦0.5) 内で輻射-熱対流連成解析をAdvance/FrontFlow/redを用いて行います｡　領域内には吸収性媒体が充填され、壁面は黒体として温度および断熱の境界条件を与えます。 輻射熱伝達計算はモンテカルロ法(MCM)と有限体積法(FVM) を使用します。コード内にはゾーン法(ZONE)も実装されています｡

解析対象#

解析対象を図1に示します。立方体領域(-0.5≦x, y, z≦0.5)です。メッシュは6面体均一格子、60×60×60(21.6万)セルです。

図1：解析対象
図1：解析対象

解析条件#

解析ケース毎の条件を表1にまとめています。

表1：計算ケース
ケース1. 単純熱対流 ケース2. 壁面輻射、透明性ガス ケース3. 壁面輻射、吸収性ガス
・Ra = 106
・Pr = 0.71		 ・Ra = 106
・Pr = 0.71
・Pl = 0.043
・Tc/ΔT = 15
・τ=0		 ・Ra = 106
・Pr = 0.71
・Pl = 0.016
・Tc/ΔT = 17
・τ=10

パラメータを以下にまとめています。

パラメータ

解析結果#

解析の結果、暖房器具から放出される熱が、部屋の空気だけでなく、壁や床にも直接伝わっている様子がわかります。

図2：ケース2の温度と熱流束
図2：ケース2の温度と熱流束
図3：ケース1と3の温度分布
図3：ケース1と3の温度分布
表3：加熱側壁面における平均熱流束の文献との比較
表3：加熱側壁面における平均熱流束の文献との比較

参考文献#

[1] Colomer G, Costa M, Consul R, Oliva A, Int. J. Heat Mass Transfer, 47, 257-269, 2004.

[2] A. Draoui, F. Allard, C. Beghein Heat Technol. 10 (1-2), 160–177, 1992.

[3] T. Fusegi, J. Min Hynn, Int. J. Heat Fluid Flow. 15(4),258-268, 1994.

関連ページ#