Large Rayleigh number convection in a horizontal, eccentric annulus containing saturated porous media

Large Rayleigh number thermal convection in a horizontal, eccentric annulus containing a saturated porous medium is studied using a boundary-layer technique. The results include a description of the flow and temperature fields as well as a correlation for the Nusselt number as a function of the Rayleigh number, the radii ratio and the eccentricity. The latter correlation is valid for all Rayleigh numbers as long as the flow is two-dimensional, bicellular, and steady. The results obtained here are compared and favorably agree with numerical simulations and with experimental data. La convection thermique à grand nombre de Rayleigh dans un espace annulaire excentrique, horizontal, contenant un milieu poreux saturé, est étudiée à l'aide d'une technique de couche limite. Les résultats contiennent une description des champs d'écoulement et de température aussi bien qu'une expression du nombre de Nusselt en fonction du nombre de Rayleigh, du rapport des rayons et de l'excentricité. L'expression est valable pour tous les nombres de Rayleigh tant que l'écoulement est bidimensionnel, bicellulaire et permanent. Les résultats obtenus ici sont comparés et ils s'accordent avec les solutions numériques et avec les données expérimentales. Die thermische Konvektion in einem waagerechten, exzentrischen Ringraum, welcher ein durchtränktes poröses Medium enthält, wird mit Hilfe einer Grenzschicht-Technik für den Fall groβer Rayleigh-Zahlen untersucht. Die Strömungs- und Temperaturfelder werden beschrieben, auβerdem wird eine Korrelation der Nusselt-Zahl in Abhängigkeit von der Rayleigh-Zahl, vom Verhältnis der Radien und von der Exzentrizität mitgeteilt. Letztere Korrelation ist für alle Rayleigh-Zahlen gültig, solange die Strömung zweidimensional, bizellular und stationär ist. Die vorgelegten Ergebnisse werden mit numerischen Simulationeu und mit Versuchsdaten verglichen, wobei sich eine recht gute Übereinstimmung ergibt. B пpиближeнии пoгpaничнoгo cлoя изyчaeтcя тeплoвaя кoнвeкция пpи бoльшич чиcлaч Pэлeя в гopизoнтaльнoм экcцeнтpичecкoм кoльцeвoм кaнaлe, coдepжaщeм нacыщeннyю пopиcтyю cpeдy. Haйдeны пoля cкopocти и тeмпepaтypы и выpaжeниe для чиcлa Hycceльтa кaк фyнкции чиcлa Pэлeя, oтнoшeпия paдиycoв и экcцeнтpиcитeтa. Yкaзaннoe выpaжeниe cпpaвeдливo в тoм диaпaзoнe чиceл Pэлeя, в кoтopoм тeчeниe являeтcя двyмepным, двyчячeиcтым и ycтoйчивым. Пoлyчeнныe peзyльтaты чopoшo coвпaдaют c чиcлeнными pacчeтaми и экcпepимeнтaльными дaнными.