Influence of wind on heat transfer in turbulent convection with roughness
Influence de la circulation à grande échelle sur le transfert de chaleur en convection turbulente rugueuse
Résumé
Direct 3D numerical simulations are carried out in periodic and confined Rayleigh-Bénard cases for a Rayleigh number equal to 10 10 . The lower plate is either smooth or rough. Periodic domains aim to reproduce the small structures of the cavity core without the wind-induced shear of the large-scale circulation. A comparison of confined and periodic cases highlights the effect of wind. It is shown that in the smooth case, heat transfer is independent of the wind presence. Contrary to the common hypothesis, the increase in heat transfer due to roughness is only partly based on wind-roughness interactions, and only when roughness emerges above the thermal and viscous boundary layers.
Des simulations numériques directes 3D sont réalisées en configuration de Rayleigh-Bénard confinée et périodique pour un nombre de Rayleigh de 1010 . La plaque inférieure est soit lisse, soit rugueuse. Les domaines périodiques visent à reproduire les petites structures du cœur de la cavité, mais sans le cisaillement dû au vent de la circulation à grande échelle. Par comparaison des cas confinés et périodiques, l'effet du vent est mis en évidence. On montre que dans le cas lisse, le transfert de chaleur est indépendant de la présence du vent. Contrairement à ce qui est communément admis, l'augmentation du transfert de chaleur par la rugosité ne repose qu'en partie sur les interactions vent - rugosité, et uniquement lorsque la rugosité émerge au-dessus des couches limites thermique et visqueuse.
Domaines
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