Convective heat transfer in domed skylight cavities

This paper presents a numerical study on the laminar natural convection in horizontal concentric domed cavities heated from the inside surface. A commercial CFD package is used to solve for the flow and temperature fields. The results show that for large cavity gap spacing-to-radius ratios, the cavity flow is mono-cellular and steady state. For small gap spacing ratios, however, the cavity flow may be multi-cellular and transient periodic. Practical correlations for the heat transfer coefficient as a function of the cavity shape and gap spacing ratio are developed for both flow regimes. The critical gap spacing ratio that yields the maximum Nusselt number is quantified for each cavity shape.Nous pr\ue9sentons dans ce document une \ue9tude num\ue9rique de la convection laminaire naturelle dans les cavit\ue9s en d\uf4me concentriques horizontales qui sont chauff\ue9es \ue0 partir de la surface int\ue9rieure. Un ensemble CFD (dynamique des fluides computationnelle) de type commercial est employ\ue9 aux fins de la r\ue9solution des champs de courant et de temp\ue9rature. Les r\ue9sultats indiquent que dans le cas des rapports \ue9cartement/rayon d?espacement de cavit\ue9 \ue9lev\ue9s, l?\ue9coulement dans la cavit\ue9 est monocellulaire et stationnaire. Pour ce qui est des rapports d?\ue9cartement faibles, toutefois, l?\ue9coulement peut \ueatre multicellulaire et transitoire-p\ue9riodique. Des corr\ue9lations pratiques sont d\ue9velopp\ue9es pour le coefficient de transfert de chaleur comme fonction de la forme et du rapport d?\ue9cartement de la cavit\ue9, pour l?un et l?autre r\ue9gimes d?\ue9coulement. Le rapport d?\ue9cartement critique qui g\ue9n\ue8re le nombre de Nusselt le plus \ue9lev\ue9 est quantifi\ue9 pour chaque forme de cavit\ue9 distincte.Peer reviewed: YesNRC publication: Ye