Simulación bidimensional del flujo de convección libre en una cavidad cuadrada utilizando el método de la ecuación de Boltzmann en redes

• Autores: Elkin Gregorio Flórez Serrano, Raquel Laguado Ramírez
• Localización: Ingeniería y universidad, ISSN 0123-2126, Vol. 15, Nº. 2, 2011, págs. 469-478
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Simulação bidimensional do fluxo de convecção livre em uma cavidade quadrada utilizando o método da equação de Boltzmann em redes
  • Two-Dimensional Free Convection Flow Simulations on a Square Cavity Through the Use of Lattice Boltzmann Equation Method
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• Resumen
  • español

    La conveccion es un fenomeno fundamental encontrado en varias aplicaciones atmosfericas e industriales.

    En el presente articulo se presenta la simulacion numerica del flujo en una cavidad, calentada en una de sus paredes, en regimen laminar, numeros de Rayleigh (Ra) de 103 . Ra .106 y para un numero de Prandtl de Pr = 0,7, mediante el metodo de la ecuacion de Boltzmann en redes (LBE).

    Esta tecnica ha demostrado ser muy eficiente y poderosa en la dinamica de fluidos computacional (CFD). La velocidad del flujo se calcula a partir del uso de la tradicional funcion densidad de distribucion en el modelo D2Q9 (de dos dimensiones y nueve velocidades) y la temperatura se obtiene a partir de la inclusion de una funcion de densidad de distribucion de energia interna en un modelo D2T5 (dos dimensiones y cinco temperaturas). El nuevo modelo termico utilizado demostro ser estable y los resultados obtenidos demuestran una gran exactitud al ser comparados con los resultados obtenidos experimental y numericamente, mediante otros metodos de CFD.

  • English

    Convection is a key phenomenon found in different atmospheric and industrial applications. This work presents the numerical simulation of flow in a cavity which has been heated on one wall, in laminar regime, with Rayleigh numbers (Ra) of 103 .

    Ra . 106 and a Prandtl number of Pr = 0.7, through the lattice Boltzmann equation method -LBE.

    This technique has proven to be very efficient and powerful in computational fluid dynamics -CFD- (Y. W.

    Know, 2006). The flow velocity is calculated based on the use of density distribution function in the model D2Q9 -, with two dimensions and nine velocities. Temperature readings are obtained through the model D2T5 -, with two dimensions and five temperatures. The new thermal model used showed to be stable, and the results are highly accurate compared to the experimental and numerical results obtained through other CFD methods.

  • português

    A conveccao e um fenomeno fundamental encontrado em varias aplicacoes atmosfericas e industriais. En o presente artigo se apresenta a simulacao numerica do fluxo em uma cavidade, aquecida em uma de suas paredes, em regime laminar, numeros de Rayleigh (Ra) de 103 . Ra .106 e para um numero de Prandtl de Pr = 0,7, mediante o metodo da equacao de Boltzmann em redes (LBE). Esta tecnica demonstrou ser muito eficiente e poderosa na dinamica de fluidos computacional (CFD). A velocidade do fluxo e calculada a partir do uso da tradicional funcao densidade de distribuicao no modelo D2Q9 (de duas dimensoes e nove velocidades) e a temperatura e obtida a partir da inclusao de uma funcao de densidade de distribuicao de energia interna em um modelo D2T5 (duas dimensoes e cinco temperaturas).

    O novo modelo termico utilizado demonstrou ser estavel e os resultados obtidos demonstram uma grande exatidao quando comparados com os resultados obidos experimental e numericamente, mediante outros metodos de CFD.