La ingeniería de transferencia de calor es significativa en muchas aplicaciones, especialmente en la convección natural por flotabilidad en cavidades concéntricas y excéntricas. Los mayores desafíos prácticos, en este contexto, son capturar el flujo natural auto-generado, estimar el rendimiento de mezcla y determinar qué parámetros afectan la distribución de temperatura en la cavidad. En este artículo, nos enfocamos en la mejora de un modelo matemático, con el fin de aumentar la precisión de la solución, investigando un nuevo término fuente en el modelo de turbulencia SST k- basado en la técnica de volúmenes finitos. Se implementó el software comercial de simulación numérica ANSYS Fluent 2021R1 para validar la precisión. Se eligió una cavidad concéntrica para la validación, y los perfiles de temperatura obtenidos a =0 grados, =30 grados, =60 grados, =90 grados, =120 grados, =150 grados y =180 grados se compararon con datos experimentales previos. Aplicamos este modelo a cuatro escenarios de rotación excéntrica, incluyendo rotación interna en sentido antihorario, rotación externa en sentido antihorario, rotación interna-externa en sentido horario y rotación interna en sentido horario-externa en sentido antihorario. Los resultados de la simulación numérica revelan que el nuevo término fuente en la ecuación de momento puede producir resultados superiores en el caso de prueba concéntrico. El modelo matemático propuesto puede describir bien la transferencia de calor bajo el escenario de co-rotación excéntrica. Además, los resultados para los casos excéntricos confirman que la dirección de rotación afecta la temperatura de mezcla al generar un gran vórtice en la cavidad, lo que aumenta el rendimiento de mezcla de temperatura.