Computational analyses of three dimensional steady state laminar naturalconvection and two dimensional steady state laminar natural convection-thermal surface radiation interactions in rectangular enclosures

Abstract

ÖZET DÖRTGEN OYUKLARDA ÜÇ BOYUTLU LAMİNER SÜREKLİ REJİM DO?AL TAŞINIM VE İKİ BOYUTLU BİLEŞİK LAMİNER SÜREKLİ REJİM DO?AL TAŞINIM İLE ¥ÜZE¥ IŞINIMININ BİLGİSAYARDA İNCELENMESİ SÖYLEMEZ, Mehmet Sait Doktora Tezi.. Makina Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi : Prof. Dr. Mazhar Unsal Eylül 1992, 390 Sayfa Bu çalışma dikdörtgen kesitli oyuklarda üç boyutlu doğal taşı m mı n, iki boyutlu bileşik yüzey ışınımı ile doğal taşı m mı n, iki boyutlu doğal taşı m mı ve iki boyutlu yüzey ışınımı ile iletimin bilgisayarla incelenmesini içermektedir. İkinci dereceden kısmi türevli diferansiyel denklemlerin çözümü için sonlu farklar yöntemi kullanılmıştır. Üç boyutlu inceleme yeni ve pratik sıralı ızgara formülasyonu kullanan SIMPLEM [1] yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Denklemler düzenli ve karmaşık örgü düzenleri için ayrı ayrı çözülmüştür. Bilgisayar programlarının ayrı ayrı geçerliliğini kontrol etmek için mevcut sonuçlar literatürde bulunan önceki sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Ayrıca, bilgisayar programlan kullanılarak literatürde mevcut olmayan birçok yeni sonuçlar elde edilerek sunulmuştur. Bilgisayar programları özellikle delikli inşaat tuğlalarının efektif ısı geçirgenlik katsayısı ve düzlemsel güneş enerjisi toplayıcılarının doğal taşı m ml a ısı kaybının hesaplanması gibi uygulamalı konulara uygulanmıştır. IV

ABSTRACT COMPUTATIONAL ANALYSES OF THREE DIMENSIONAL STEAD¥ STATE LAMINAR NATURAL CONVECTION AND TWO DIMENSIONAL STEAD? STATE LAMINAR NATURAL CONVECTION-THERMAL SURFACE RADIATION INTERACTIONS IN RECTANGULAR ENCLOSURES SÖYLEMEZ, Mehmet Sait Ph. D. in Mechanical Engineering Supervisor : Prof. Dr. Mazhar Ünsal September 1 992, 390 Pages This study contains computational analyses of steady state three dimensional natural convection, two dimensional combined natural convection with surface radiation, two dimensional natural convection and two dimensional surface radiation with conduction in a rectangular enclosure. Finite difference techniques are used to solve second order partial differential equations. Three dimensional analysis is realized by SIMPLEM method based on a recent nonstaggered grid formulation [1]. Equations are solved for both uniform and nonuniform mesh arrangements. Present results are compared with the results of previous studies to check the validity of all of the computer programs seperately. A number of new results are presented which are not present In the available literature. Computer programs are applied to practical problems to predict effectice thermal conductivity of building bricks and to estimate heat loss from flat plate solar collectors bq free convection.