INT. J. NUM. METH HEAT FLUID FLOW, VOL.zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFE 3, 15-33 (1993)  NUMERICAL INVESTIGATION OF TURBULENT FLUID  FLOW AND HEAT TRANSFER CHARACTERISTICS  IN A STREAMWISE-PERIODIC CORRUGATED DUCT  WITH CONSTANT CROSS-SECTIONAL AREA  BIJAN FARHANIEH AND BENGT SUNDEN Department of Thermo- and Fluid Dynamics, Chalmers University of Technology, S-412 96 Göteborg, Sweden  ABSTRACT  Turbulent fully developed periodic heat transfer andfluidflowcharacteristics in corrugated two-dimensional  ducts with constant cross-sectional area are numerically investigated. The governing equations are solved  numerically by a finite-volume method for elliptic flows in complex geometries using collocated variables  and Cartesian velocity components. Two different turbulence models (the second moment closure and the zyxwvutsrqponm k-εzyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA ) for approximation of the Reynolds stresses are applied. The performance of the models were assessed  by comparing the results with experimental data. The results show the advantages of the stress closure  model compared to the k-ε model. The overall Nusselt number and the pressure drop ratio results are  obtained for the boundary condition of a uniform wall temperature for two inclination angles Φ and two  duct aspect ratios (H/L) and for Reynolds number ranging from around 3000 to 35,000. The overall Nusselt  number predicted by the k-ε model is upto 25% higher than the values predicted by the second moment  closure. The plots of the velocity vectors show a complex flow pattern. The mechanisms of heat transfer  are explained by theflowphenomena separation, deflection, recirculation, and reattachment.  KEY WORDS Corrugated ducts Turbulent fluid flow Finite volume method  NOMENCLATURE  A  CP  D h  f  ft  G  H  H  +  h  h av  k  K c  L  n  per-cycle heat transfer surface area  specific heat  hydraulic diameter (= 2H )  wall-distance function  friction factor  scale factor of the velocity vectors  height of the duct  U * H/v  heat transfer coefficient  average heat transfer coefficient  turbulent kinetic energy  thermal conductivity of the fluid  streamwise length of a module  mass flow rate  normal vector  0961-5539/93/010015-19S2.00  © 1993 Pineridge Press Ltd  Received May 1992  Revised November 1992