고온의 내부 원형 실린더가 존재하는 저온의 사각 밀폐계 사이의 온도차이에 의해 발생하는 자연대류에 관해 수치해석을 수행하였다. 본 연구는 내부의 원형 실린더를 표현하기 위해 유한 체적법에 기초한 가상 경계법을 사용하여 Ra = $10^7$ 에서 2 차원 비정상상태의 자연대류 현상에 대한 해를 얻었다. 더욱이 밀폐계의 수직 중심선에 따른 내부 원형 실린더의 위치 변화에 의한 열전달과 유동에 관한 영향을 연구하였다. 내부원형 실린더의 위치 변화에 따라 자연대류 현상은 비정상상태에서 정상상태로 변화 되었다. 연구 결과 두가지의 임계 위치를 얻을 수 있었다. 하부 경계는 0.05 인 지점이고 상부경계는 0.18 인 지점이다. 하부 경계와 상부 경계의 사이의 위치에서는 열 및 유동장이 정상상태임을 알 수 있었다.
Numerical calculations are carried out for evaluating the natural convection induced by the temperature difference between a hot inner circular cylinder and a cold outer square enclosure. A two-dimensional solution for unsteady natural convection is obtained by using the finite volume method to model an inner circular cylinder that was designed by using the immersed boundary method (IBM) for a Rayleigh number of $10^7$. In this study, we investigate the effect of the location ($delta$) of the inner cylinder, which is located along the vertical central axis of the outer enclosure, on the heat transfer and fluid flow. The natural convection changes from unsteady to steady state depending on the $delta$. The two critical lower bound and upper bound positions are ${delta}_{C,L}$ = 0.05 and ${delta}_{C,U}$ = 0.18, respectively. Within these defined bounds, the thermal and flow fields are in steady state.
