部分充满多孔介质的封闭空腔内自然对流的数值研究

采用Forchheimer Brinkman扩展模型数值研究了部分充满多孔介质的封闭矩形空腔内的自然对流，系统地考察了加热强度、渗透率、多孔区高度、导热系数比以及高宽比等参数对腔内流动与传热的影响，给出了相应的速度场与温度场，并得到了平均Nusselt数随时间的变化规律。     

离心力场下多孔介质中热驱动的稳定性分析

对转轴与多孔介质远离时离心力场下多孔介质中的自然对流进行了线性稳定性分析,考虑了重力、离心力、哥氏力的共同作用.结果表明:当离心力与温度梯度同方向时,只要满足离心多孔介质瑞利数Ra>7.81π2或考虑了多孔介质偏移距离的离心多孔介质瑞利数Ra0>4π2,多孔介质中即可发生重力、离心力与哥氏力共同驱动的自然对流,并且重力与哥氏力对离心力场下多孔介质中自然对流的稳定性判据均无影响.     

高Da数封闭腔内非饱和多孔介质的自然对流

建立了描述高Ｄａ数封闭腔内多孔介质非饱和自然参流行为的二维无量纲模型，采用有限差分法对两侧为恒壁温条件的封闭腔内的流动与传热特进行了数值求解，分析了含湿非饱和多孔介质的自然对流特性，并将其与饱和多孔介质的流动情况进行了比较。     

多孔介质中自然对流传热的场协同分析

基于多孔介质内部热、湿、气耦合迁移的数学模型,用场协同理论的观点,推导出含湿多孔介质自然对流传热的气相流体与壁面间的整体和局部换热系数.针对宽高比为1∶3的竖直封闭多孔腔,数值检验了含湿非饱和多孔介质自然对流的场协同现象:即非饱和多孔介质自然对流的强度不仅取决于温差、气相速度和流体物性,还取决于气相速度和温度梯度之间的协同.改变气相速度和温度梯度的协同性,将影响非饱和多孔介质自然对流传热的强度.     

多孔介质梯形腔内纳米流体自然对流数值研究

在热壁面温度随位置线性变化条件下,对Cu-水纳米流体在多孔介质梯形腔内的自然对流换热进行了数值研究。主要讨论了达西数Da、瑞利数Ra和纳米粒子体积分数φ对自然对流换热的影响。数值计算结果表明,平均Nu数随着Da数、Ra数和φ的增加而增大。热壁面温度随位置线性变化条件对多孔介质梯形腔内Cu-水纳米流体自然对流换热的流场图和等温线图有一定的影响。     

矩形封闭空间内湿多孔介质自然对流的非达西效应

建立了考虑介质内部流体运动惯性力及粘性力的封闭腔内多孔介质非饱和自然对流行为的二维无量纲模型。研究了两侧为恒壁温、上下为绝热条件的含有湿多孔介质的矩形封闭腔内自然对流的非达西效应。通过数值计算，揭示了介质的惯性力、粘性力及Ｄａ数对传热的影响，同时对颗粒导热比、加热条件等对传热的影响进行了分析。     

顶部放热的矩形空间多孔介质中自然对流

顶部放热的矩形空间多孔介质中自然对流陈振乾施明恒（东南大学动力工程系，南京２１００１８）多孔介质中流体的流动和传热在地热利用、太阳能利用、石油热采、核能开发及某些化工过程中有重要的应用［１］，特别对太阳能储热和地热资源的开发更具有重要的意义．通常，...     

矩形封闭空间内非饱和多孔介质自然对流的近似分析解

从合湿多孔封闭腔内流体流动与传热特征出发，提出了一种线性近似假设法，并用该法对矩形封闭腔内含湿多孔介质的自然对流行为进行了近似分析求解，得到了其温度分布、速度分布与传热数表达式．该近似解在形状比Ａ＞３及当量瑞利数Ｒａ＃＝１０～２５０的范围内具有较好的准确性     

竖直圆柱空间多孔介质中非牛顿流体自然对流

建立了封闭圆柱空间多孔介质中非牛顿流体自然对流的数学模型，通过理分析和数值计算，获得了在不同达西－瑞利数Ｒａ和不同流变指数ｎ下，非牛顿流体的流变特性，Ｎｕ随Ｒａ和ｎ的变化规律，以及Ｒａ和ｎ对流场和温度场的影响。     

介质参数对多孔介质腔内自然对流换热的影响

采用局部非热平衡模型,对非热平衡多孔介质方腔内的非达西自然对流进行了数值研究,采用Brinkman-Darcy-Forchheimer模型描述多孔介质内的流动,研究在不同参数条件下,即Pr、Da、空隙率φ、Ra等参数的不同取值下,有效导热系数比γ及无量纲容积换热系数H对多孔介质自然对流换热的影响,研究表明:γ的增加会削弱方腔内自然对流换热;ε、Da数的增大能够增加流体相平均Nu数,而对于固体相则有降低的作用;综合表明,只有在γ取值达到10.0以上时,局部热平衡假设才能得以成立。     

Algebraically explicit analytical solutions of two-buoyancy natural convection in porous media

Heatandmasstransferinporousmediaisanim portantprocessinmanyfieldssuchasin petroleumandgeothermalreservoirengineering ,thermaltech niqueinbuilding ,nuclearreactordesign ,environ mentprotection ,castingtechnology ,dryingtechnol ogyandsoforth .Itisnecessarytoresearchsuchphe nomenaindepth .Thetwo buoyancynaturalconvectioninporousmediawithbothtemperatureandconcentrationgradi entsisstudiedinthispaper.Suchphenomenonhasnotyetbeenresearchedindetail.Thesteadygeomet rically 2 Dgoverningequationsetsofsu…     

Mixed convection around a heated vertical cylinder embedded in porous medium

Numerical simulation has been performed to investigate the combined effects of wake flow pattern and buoyancy on the characteristics of the flow and heat transfer for the mixed convective flow around a vertical cylinder embedded in porous medium. Three-dimensional Darcy's equations are solved. The discretization procedure for the governing equations is based on the finite-volume method. Peclect number and Rayleigh number are two major independent parameters representing the effects of the flow and heat transfer, respectively. The flow pattern, temperature distribution, and Nusselt number distribution are investigated in wide ranges of these independent parameters. Correlation results for the onset of the secondary flow and enhancement of the heat transfer are presented and discussed.     

黏性耗散对幂律流体在多孔介质内对流换热的影响

基于Darcy-Brinkman-Forchheimer流动模型,比较了幂律型非牛顿流体在饱和多孔介质通道内充分发展的强迫对流换热过程中不同黏性耗散的影响,推导出量纲一的轴向流速分布、量纲一的温度分布,及对流换热特征参数的计算表达式,并在恒热流边界条件下,利用经典四阶Runge-Kutta法对不同情形下的黏性耗散效应进行了数值求解.模拟结果表明:对流换热特性与速度分布密切相关,不同的黏性耗散Darcy项、Al-Hadhrami项和Forchheimer项对流动换热特性有重要的影响,且布林克曼数Br、达西数Da、综合惯性参数F和幂律指数n等参数对流动换热特性也有着较大影响.     

用格子Boltzmann研究多孔介质内的自然对流换热问题

用格子Boltzmann方法研究了方腔内二维多孔介质由于不均匀温度分布产生的浮力效应而引起的自然对流传热问题.通过数值模拟得到了多孔介质内流体的流场和温度场.详细讨论了孔隙度对自然对流传热的影响,并对孔隙度变化情况下的自然对流传热问题也进行了探讨.研究结果表明,在孔隙度恒定,且Da数比较小(≤10-6)的情况下,当Ra数较低时,孔隙度对自然对流传热的影响很小,当Ra数足够大时需要考虑孔隙度变化的影响;而在Da数较大(≥10-2)情况下,孔隙度对自然对流传热的影响非常明显.在孔隙度线性变化情况下,中间孔隙度c对自然对流传热有一定的影响,且对流与传热随着c的增大而变得剧烈.     

多孔介质流中Coriolis力对对流的影响

文中研究了当边界条件是双固壁时的旋转的Rivilin-Ericksen流体的平衡态热不稳定性,该流体是以达西定律为基础,且位于多孔介质中。通过分析得出了系统稳定的必要条件,并用迭代方法对线性稳定Rayleigh数临界值R_C进行了计算,可以看到,当泰勒数T≤30时流体失稳后只能呈现定常态,不会发生振荡,且R_C 是随T严格递增的,结果表明了旋转对系统有稳定作用。     

多孔介质平板通道发展传热的强迫对流及其热应力分析

基于Darcy模型,考虑固相和流相相互作用的粘性耗散和流体流动方向的热传导效应,研究了半无限长多孔介质平板通道局部热平衡的热发展强迫对流及其热应力问题,给出了多孔介质温度、局部Nusselt数Nu和热应力等的Fourier级数解,并考察了多孔介质温度、应力分布等的特征.同时研究了Peclet数和Brinkman数对它们的影响.     

Experimental investigation of the influence of electric field on frost layer growth under natural convection condition

The influence of direct current (DC) electric field on the thickness and mass of frost on a cold vertical plate was investigated. The photos of frost layer growth were taken with and without the presence of electric field, and results showed that the electric field has a strong influence on the frost thickness. The influences of cold plate temperature and ambient temperature on frost thickness and frost mass were also investigated under the natural convection condition with electric field. Experimental results demonstrated that the cold plate temperature has very strong effect on the frost layer thickness, but its influence on frost mass is minor; the influence of ambient temperature on the frost mass is more obvious than that on the frost thickness.     

多孔介质模型在二次滤网内流场分析中的应用

使用计算流体动力学软件FLUENT分析了二次滤网的内部流动,并利用其结果输出功能计算了滤网阻力.多孔介质模型形象地描绘出了二次滤网的内部流场,获得了该型号滤网的内部流动规律.滤网面的形状改变了流体的流动,加强筋板使局部流动复杂化,但同时起了导流作用.对排污工况研究发现,排污顺畅.