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[ Article ] The similarity regime for natural convection in a vertical cylindrical well filled with an anisotropic porous medium

Date de soumission: 16-01-2017
Année de Publication: 2008
Entité/Laboratoire Laboratroire d'Energétique et de Mécanique Appliquée (LEMA)
Document type : Article
Discipline(s) : Ingénierie Mécanique
Titre The similarity regime for natural convection in a vertical cylindrical well filled with an anisotropic porous medium
Auteurs DEGAN GÉRARD [1], GIBIGAYE ADAM MOHAMED [2], AKOWANOU CHRISTIAN DJIDJOHO [3], AWANOU C. NORBERT [4],
Journal: Journal of Engineering Mathematics
Catégorie Journal: Internationale
Impact factor: 0.69
Volume Journal: 62
DOI: 10.1007/s10665-007-9211-1
Resume An integral method based on Lighthill’s analysis (Q J Mech Appl Math 6 (1953) 398–439) is carried out to study the similarity regime for penetration of convective heat transfer in a vertical cylindrical well filled with an anisotropic porous medium. The porous medium is anisotropic in permeability with its principal axes oriented in a direction that is oblique to the gravity vector. In the limit of the slenderness of the porous matrix, the penetration length of the convective flow and the heat-transfer rate are expressed in terms of the anisotropic properties of the porous medium, the modified Darcy–Rayleigh number and the aspect ratio of the geometrical configuration. A scale analysis is applied to predict the order of magnitudes involved in the similarity regime of the phenomenon. The conditions of existence of the similarity pattern is found to be dependent on the anisotropic parameters. It is demonstrated that both the anisotropic permeability ratio and the orientation angle of the principal axes have a strong influence on the heat-transfer rate and on the vertical penetration length into the well.
Mots clés Anisotropic porous mediumConvectionDarcy–Rayleigh numberPenetrative flows
Pages 277 - 287
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