Simulación de flujo de convección libre laminar totalmente desarrollado entre placas planas paralelas verticales

Resumen

Este estudio presenta una investigación numérica del flujo laminar de convección libre entre placas planas paralelas verticales sujetas a temperaturas de pared uniformes y asimétricas. Las paredes izquierda y derecha se mantienen a temperaturas constantes pero diferentes, siendo la pared derecha la más caliente. Un fluido a una temperatura uniforme, menor o igual a la temperatura de la pared izquierda, más fría, ingresa al canal. Las ecuaciones gobernantes se resuelven utilizando el método de volumen finito en OpenFOAM v13. Se realiza un estudio de convergencia de la malla utilizando mallas refinadas sistemáticamente para garantizar la independencia espacial de los resultados. Las soluciones numéricas demuestran una excelente concordancia con los perfiles analíticos clásicos para un flujo completamente desarrollado. El perfil analítico de temperatura lineal se captura con precisión incluso en mallas más gruesas. Por el contrario, el perfil de velocidad cúbico requiere una mayor resolución de malla para reproducirse con precisión. Los resultados validan la metodología numérica y brindan información sobre los requisitos de la malla para simular con precisión dichos flujos de convección natural.