本文關(guān)鍵詞：局部非熱平衡條件下多孔介質(zhì)中自然對流的穩(wěn)定性研究　出處：《華中科技大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：多孔介質(zhì)中自然對流的現(xiàn)象普遍存在于日常的生活和工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)中,具有很強(qiáng)的應(yīng)用背景。本文根據(jù)局部非熱平衡模型和達(dá)西模型,分別采用Garlerkin近似法和數(shù)值求解法,針對同時存在溫度梯度和內(nèi)熱源、同時存在濃度梯度和內(nèi)熱源以及同時存在溫度梯度、濃度梯度和內(nèi)熱源的三種情況下多孔介質(zhì)中自然對流的穩(wěn)定性展開了研究。對同時存在溫度梯度和內(nèi)熱源的情況,用Garlerkin近似法分析相關(guān)參數(shù)對多孔介質(zhì)自然對流的影響,得出相關(guān)參數(shù)對瑞利數(shù)的關(guān)系式,并對部分參數(shù)極限條件下進(jìn)行討論;對同時存在濃度梯度和內(nèi)熱源的情況,用數(shù)值法求解相關(guān)參數(shù)對多孔介質(zhì)自然對流的影響,并與Garlerkin近似法所得到的解比較,驗(yàn)證Garlerkin近似法在有濃度梯度和內(nèi)熱源以及局部非熱平衡條件下的精確度;在前面的基礎(chǔ)上,對同時存在溫度梯度、濃度梯度和內(nèi)熱源的情況,用Garlerkin近似法求解,得出有效導(dǎo)熱系數(shù)比、換熱系數(shù)、內(nèi)熱源分布系數(shù)、路易斯數(shù)以及濃度梯度、溫度梯度等相關(guān)參數(shù)對瑞利數(shù)的關(guān)系式。結(jié)果表明:邊界處溫度梯度、濃度梯度以及多孔內(nèi)部的內(nèi)熱源的存在使流體上下部形成密度差,從而促進(jìn)或抑制自然對流的產(chǎn)生。多孔內(nèi)部的內(nèi)熱源總是促進(jìn)自然對流的發(fā)生,內(nèi)熱源為吸熱時,多孔區(qū)域下半部分產(chǎn)生自然對流;內(nèi)熱源為放熱時,多孔區(qū)域上半部分產(chǎn)生自然對流,形成自然對流的位置和內(nèi)熱源的分布情況有關(guān)。內(nèi)熱源在多孔流體相內(nèi)時,有效導(dǎo)熱系數(shù)比和多孔內(nèi)部換熱系數(shù)的增加都會促進(jìn)流體溫度分布均勻,抑制自然對流;內(nèi)熱源在多孔固體骨架內(nèi)時,換熱較強(qiáng)時提高有效導(dǎo)熱系數(shù)比會抑制自然對流的形成,換熱較弱時則會促進(jìn)自然對流的形成。臨界波數(shù)會隨著自然對流的增強(qiáng)而減小,與內(nèi)熱源的分布情況無關(guān),并且在有效導(dǎo)熱系數(shù)比非常大的時候,臨界波數(shù)基本不受換熱效果的影響。對于多孔介質(zhì)內(nèi)部換熱系數(shù)較小或者有效導(dǎo)熱系數(shù)比較大的情況,可以直接用Garlerkin近似法得到的公式來分析水平多孔層自然對流各參數(shù)對穩(wěn)定性的影響,此時誤差與精確解相比在5%以內(nèi)。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK124

【參考文獻(xiàn)】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 黃曉明;多孔介質(zhì)相變傳熱與流動及其若干應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2004年

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本文編號：1311706