基于流體力學(xué)方程組的數(shù)值模擬,研究了傾角θ=90°時(shí)側(cè)向加熱的大高寬比腔體中的對(duì)流斑圖.對(duì)于Prandtl數(shù)Pr=6.99的流體,在相對(duì)Rayleigh數(shù)2≤Ra_r≤25的范圍內(nèi),腔體中發(fā)生的是單圈型對(duì)流斑圖.對(duì)于Pr=0.027 2的流體,取Ra_r=13.9,隨著計(jì)算時(shí)間的發(fā)展,腔體中由最初的單圈型對(duì)流斑圖過(guò)渡到多圈型對(duì)流斑圖,這是出現(xiàn)在側(cè)向加熱大高寬比腔體中的新型對(duì)流斑圖.對(duì)不同Ra_r情況的計(jì)算結(jié)果表明,Ra_r對(duì)對(duì)流斑圖的形成存在明顯的影響.當(dāng)Ra_r≤4.4時(shí)是單圈型對(duì)流滾動(dòng);當(dāng)Ra_r=8.9～11.1時(shí)是過(guò)渡狀態(tài);當(dāng)Ra_r≥13.9時(shí)是多圈型對(duì)流滾動(dòng).對(duì)流最大振幅和Nusselt數(shù)Nu隨著相對(duì)Rayleigh數(shù)的增加而增加.該對(duì)流斑圖與Pr=6.99時(shí)對(duì)流斑圖的比較說(shuō)明,對(duì)流斑圖的形成依賴(lài)于Prandtl數(shù).

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【部分圖文】：

圖1腔體中的對(duì)流

式中,peff=p+ρ0gycosθ+ρ0gxsinθ;p是壓強(qiáng);u表示沿x方向的速度;w表示沿y方向的速度;t為時(shí)間;g為重力加速度;ρ為密度;α為熱引起的體積膨脹系數(shù),α=-(1/ρ0)(?ρ(T,p)/?T);T表示溫度;ν是運(yùn)動(dòng)黏性系數(shù);κ為熱擴(kuò)散系數(shù),κ=λ/(ρ0cp....

圖4Pr=0.0272,Rar=4.4情況下Nu隨著時(shí)間的變化

圖3Pr=0.0272,Rar=4.4情況下對(duì)流斑圖隨著時(shí)間的變化2.2.2對(duì)流斑圖隨著Rar的變化

圖5Pr=0.0272,Rar=13.9情況下對(duì)流斑圖隨著時(shí)間的變化

為了探討Rar對(duì)對(duì)流斑圖形成的影響,本文對(duì)Pr=0.0272時(shí)不同相對(duì)Rayleigh數(shù)的情況進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算.不同Rar時(shí)對(duì)流穩(wěn)定下來(lái)的流線(xiàn)如7所示.可以看出,當(dāng)Rar=2.2,4.4時(shí),腔體中的對(duì)流斑圖類(lèi)似,腔體中的穩(wěn)定對(duì)流斑圖是封閉的單圈型;當(dāng)Rar=8.9時(shí),腔體中是....

圖6Pr=0.0272,Rar=13.9情況下Nu隨著時(shí)間的變化

圖5Pr=0.0272,Rar=13.9情況下對(duì)流斑圖隨著時(shí)間的變化圖7Pr=0.0272時(shí)對(duì)流斑圖隨著Rar的變化

本文編號(hào)：3891077