Abstract
In this study, three main problems in fluid flow have been discussed. First, the derivation of the energy equation is conducted within cylindrical coordinates, which has not been addressed by the researchers before. Secondly, we develop a new algorithm for solving the governing equations that describe incompressible Newtonian flows under thermal conditions. This algorithm is constructed based on the so-called Taylor-Galerkin/Pressure-Correction finite element method with the help of the two-step Lax-Wendroff scheme. Finally, we study the effect of non-dimensional numbers, such as the Reynolds number (Re) and the Prandtl number (Pr), on the velocity, pressure, and temperature. The results show that the developed method is consistent with established physical phenomena and other studies
Keywords
Finite element method Taylor-Galerkin /Pressure-Correction method thermal flow incompressible flow Newtonian flow
Abstract
في هذه الدراسة ، تمت مناقشة ثلاث قضايا رئيسية في تدفق السوائل. أولاً ، يتم اشتقاق معادلة الطاقة ضمن إحداثيات أسطوانية ، وهو ما لم يتناوله الباحثون من قبل. ثانيًا ، قمنا بتطوير خوارزمية جديدة لحل المعادلات الحاكمة التي تصف التدفقات النيوتونية غير القابلة للضغط تحت الظروف الحرارية. تم إنشاء هذه الخوارزمية بناءً على ما يسمى طريقة العنصر المحدود Taylor-Galerkin / Pressure-Correction بمساعدة مخطط Lax-Wendroff المكون من خطوتين. أخيرًا ، قمنا بدراسة تأثير الأرقام غير الأبعاد ، مثل رقم رينولدز (Re) ورقم Prandtl (Pr) ، على السرعة والضغط ودرجة الحرارة. أظهرت النتائج أن الطريقة المطورة تتوافق مع الظواهر الفيزيائية الراسخة ودراسات أخرى