解析特性
- 定常状態
- 2次元内部流れ
- 乱流
- 非圧縮性流体
- 強制対流
- 水
参考文献
Kreith, F., Principles of Heat Transfer, 3rd Edition, Intext Educational Publishers, 1973, p. 468.
問題の説明
長さ無限の軸を持つ円形シリンダー（そのため2次元として近似）が、シリンダー直径に基づいたレイノルズ数1.0e5の水の流れに浸されています。シリンダー壁は、固定温度です。このケースは、Autodesk® CFD の水流れと伝熱の計算精度を検証するために解析されます。
Autodesk® CFD シミュレーションの精度は、ヌセルト数の 2 つの式を比較することで検証します。1 つは実験式で、もう 1 つは解析解を表す式です。比較のための実験式には、Kreithの実験式(1973年)を使用します。
ここで添え字"e"は実験を意味します。式中のプロパティは、境膜温度で決定されます。
Autodesk® CFD の計算では、次を使用します。
ここで添え字"c"は計算を意味します。
- Q は流体への熱伝達（ワット）です。
- L およびDはシリンダーの長さ（奥行き方向へ単位長さ）と直径です。
- k は流体の熱伝導率です。
- h は熱電脱率です。
- Tcyl はシリンダーの固定温度です。
ジオメトリと境界条件
下図の寸法はインチで表されています：
結果
| ベンチマーク | 2018: ビルド 20170308 | 誤差 % | 2019: ビルド 20180130 | 誤差 % |
| Nu e = 713.4 | Nuc = 745.14 | 4.449 | Nuc = 665.39 | 6.73 |