Characteristics of circulating vortex in the through-flow between two concentric rotating spheres

Authors


Abstract

The flow pattern and velocity distributions in the annulus of two concentric rotating spheres with meridional through-flow have been studied by a finite difference solution based on the full Navier-Stokes equations. These results were compared with these from an available but necessarily more approximate analytical solution. The flow fields near the inlet and outlet were elucidated and the effect of the through-flow Reynolds number on the radial and azimuthal velocity components were clarified. These latter results were unobtainable by the analytical solution.

Abstract

On a étudié le patron d'écoulement et les distributions de vitesse dans l'espace annulaire de deux sphères rotatives concentriques à écoulement méridional par une méthode de différences finies basée sur les équations complètes de Navier-Stokes. Les résultats ont été comparés à ceux d'une méthode analytique existante mais nécessairement plus approximative. Les champs d'écoulement près de l'entrée et de la sortie ont été expliqués ainsi que l'effet du nombre de Reynolds de l'écoulement sur les composantes de vitesse radiales et azimutales. Ces derniers résultats n'ont pu ětre obtenus par la méthode analytique.

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