Estudio de la Convección Natural en Canales con Obstrucciones Múltiples

Abstract

En este trabajo se presenta el análisis de la convección natural en canales verticales bidimensionales con obstrucciones múltiples utilizando el método de los elementos finitos (MEF). Para la descripción de dicho problema se utilizan las ecuaciones de Navier-Stokes para un fluido newtoneano incompresible (ecuaciones de cantidad de movimiento y de continuidad) térmicamente acopladas con la ecuación de la energía. La formulación utilizada en el contexto del MEF se basa en la metodología de ponderación a contracorriente. El sistema de ecuaciones resultantes se resuelve utilizando un esquema tipo Newton-Raphson incremental-iterativo. A partir del modelo, se obtienen curvas del número de Nusselt promedio y local a lo largo de las paredes del canal considerando distintos números de Rayleigh y diferentes relaciones de aspecto ancho/longitud. Finalmente, los resultados se contrastan con estudios anteriores referidos a este tema y que se encuentran en la literatura.