發(fā)布時間：2023-02-26 21:29

　　Marangoni效應在微重力或零重力環(huán)境下作用十分突出,廣泛存在于航空航天、晶體生長、薄膜傳輸、熔池焊接、氣泡融合等方面,因此,研究Marangoni邊界層流動傳輸機制具有顯著的應用價值。本文基于前人的工作基礎,研究圓盤上Marangoni邊界層流動傳熱傳質的過程,揭示其內在規(guī)律。研究對象主要選取了磁流體與非牛頓冪律流體,分別作為牛頓流體和非牛頓流體兩種流體的代表。一方面,牛頓磁流體的本構方程仍采用經典的傅立葉導熱定律和菲克擴散定律,重點討論傳熱傳質的共同作用。另一方面,非牛頓流體的流變性質遠比牛頓流體復雜,故我們重點考慮N冪律擴散過程,由于傳熱過程與傳質過程類似,傳熱過程并沒有被考慮。基于流體力學基本理論,建立了柱坐標系下強非線性控制方程組以及相應的邊界條件。選取合適的廣義卡門相似變換,將控制偏微分方程組轉化成常微分方程組邊值問題。利用同倫分析方法求得其近似解析解,并利用打靶法結合牛頓迭代格式和Runge-Kutta法求得其數值解,將兩者結果進行相互印證。分析并討論了相關的物理參數如Marangoni數、磁場Hartmann數、冪律指數等對速度場、溫度場以及濃度場的影響。

【文章頁數】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
主要符號對照表
第1章 引言
第2章 物理背景及文獻綜述
    2.1 Marangoni邊界層
    2.2 非牛頓流體
    2.3 國內外研究現狀
第3章 研究方法
    3.1 解析方法
    3.2 數值方法
        3.2.1 打靶法
        3.2.2 牛頓迭代法
        3.2.3 Runge-Kutta法
第4章 圓盤上MHD Marangoni邊界層流動傳輸過程
    4.1 問題表述
    4.2 無量綱過程和相似變換
    4.3 近似解析解
        4.3.1 零階形變方程
        4.3.2 高階形變方程
        4.3.3 h曲線和h之有效區(qū)域
    4.4 數值計算
    4.5 結果與討論
    4.6 本章小結
第5章 圓盤上冪律流體Marangoni邊界層流動傳輸過程
    5.1 問題表述
    5.2 無量綱和相似變換
    5.3 近似解析計算
        5.3.1 近似解析計算過程
        5.3.2 誤差分析
    5.4 數值計算
    5.5 結果與討論
    5.6 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果



本文編號：3750926