發(fā)布時間：2021-12-31 16:32

　　對納米流體在伸/縮楔體上的磁流體（MHD）流動進行了數(shù)值研究。首先,通過相似變換將控制偏微分方程轉化為非線性常微分方程組;然后,利用Matlab軟件,借助打靶法,結合四階五常龍格庫塔迭代方案進行數(shù)值求解;最后,詳細討論了各控制參數(shù)對無量綱速度、溫度、濃度、表面摩擦系數(shù)、局部Nusselt數(shù)和局部Sherwood數(shù)的影響。結果表明,楔體在拉伸情況下只有唯一解,理論上不會出現(xiàn)邊界層分離;而在一定收縮強度范圍內(nèi)存在雙解,邊界層流動在壁面處可能會出現(xiàn)邊界層分離,壁面抽吸會使邊界層分離推遲;楔體在拉伸情況下,磁場參數(shù)對表面摩擦系數(shù)的影響較大,對局部Nusselt數(shù)和局部Sherwood數(shù)的影響較小。 

【文章來源】：計算力學學報. 2020,37(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

物理模型和坐標系

圖2給出流體表面摩擦系數(shù)f ″(0)、局部Nusselt數(shù)-θ′(0)和局部Sherwood數(shù)-?′(0)關于λ的函數(shù)曲線(β=0.1,M=0.2,Nt=Nb=0.5,Pr=Le=1)。結果表明,在一定收縮強度范圍內(nèi)存在雙解,而在拉伸情況下只有唯一解,雙解的存在意味著層流邊界層可能會在壁面處分離,邊界層分離會造成大量的能量損失[14,15]。圖2中λc為臨界值,當λ<λc時解不存在�？梢钥闯�,λc的絕對值隨抽吸強度s 的增大而增大,表明抽吸會使邊界層分離推遲,與文獻[16]的照片流動圖像相符。文獻[17]利用數(shù)值方法證明第一個解是穩(wěn)定可靠的,而第二個解是不穩(wěn)定的。表1 λ取不同值時f ″(0)與文獻結果的比較(β=1,s =M=0)Tab.1 Comparison of f ″(0) for various values of λ with references when β=1, s =M=0 λ Ref.[12] Ref.[13] Present results A First solution Second solution First solution Second solution First solution Second solution -0.25 1.40225 - 1.40222 - 1.40223 - -0.50 1.49566 - 1.49566 - 1.49567 - -0.75 1.48928 - 1.48929 - 1.48929 - -1.00 1.32881 0 1.32881 0 1.32881 0 -1.15 1.08223 0.11670 1.08222 0.116702 1.08223 0.11670 -1.20 0.93247 0.23363 0.932472 0.23365 0.93247 0.23364

圖3描述了不同參數(shù)(λ,β和M)對速度輪廓的影響(Nt=Nb=0.5,Pr=Le=s=1),考慮了拉伸(λ>0)和收縮(λ<0)兩種情況�？梢钥闯�,在拉伸情況下解是唯一的(只有第一個解),而在收縮情況下存在雙解(有第一個解和第二個解),與 圖2 結果相符。而且,第一個解的邊界層厚度比第二個解的邊界層厚度薄,即能更快進入穩(wěn)定狀態(tài)。所有曲線均滿足無窮遠處邊界條件(f′(∞)=1),進一步驗證了數(shù)值仿真結果的準確性�？梢钥闯�,三個參數(shù)(λ,β和M)對速度輪廓的影響類似,在第一個解中,速度隨任何一個參數(shù)的增大而增大,而在第二個解中情況恰好相反,這與Awaludin等[12]給出的結果相符。三個參數(shù)對第二個解的影響明顯大于對第一個解的影響;拉伸情況下β和M對速度的影響較小,如圖3(b,c)所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]基于渦粘性模型的翼型湍流流場熵產(chǎn)率計算[J]. 王威,王軍,李佳峻,梁鐘.  計算力學學報. 2018(03)
[3]逆壓梯度邊界層未分離情況下的湍流模式適用性研究[J]. 趙勇,高云,王天霖,鄒麗.  計算力學學報. 2016(03)
[4]納米顆粒團聚的控制[J]. 馮拉俊,劉毅輝,雷阿利.  微納電子技術. 2003(Z1)

碩士論文
[1]磁性納米顆粒及磁性流體的制備與性能研究[D]. 陳輝軍.蘇州大學 2012



本文編號：3560598