混合流体Rayleigh-Benard对流的多重稳定性现象

通过流体力学基本方程组的数值模拟,初步探讨了矩形腔体内具有Soret效应的混合流体Rayleigh—Benard对流系统中斑图（Pattern）选择的多重稳定性（Muhistability）现象．包括有间歇性缺陷的行波和缺陷源水平运动的对传波（Counterpropagating wave）的多重稳定性现象,不同波数的摆动（Undulation）行波的多重稳定性现象,行波和摆动行波的多重稳定性现象等．对由沿着r增加或r减小方向计算引起的斑图转化过程的滞后（Hysteresis）现象也进行了分析．结果说明混合流体Rayleigh—Benard对流系统中的滞后现象和多重稳定性现象是存在的．     

双流体混合Rayleigh-Bénard对流

Rayleigh-Benard(RB)对流是研究非平衡对流的稳定性、非线性动力学特性及湍流形成机理的典型模型之一.本文论述了有无通过流动的双流体混合RB对流的研究价值、历史和现状,介绍了该问题的主要研究方法,提出了有待进一步研究和探讨的问题.     

矩形腔体中Rayleigh-Benard对流结构的分析

通过对二维流体力学基本方程的数值摸拟，讨论了在二维矩形腔体中，不同条件与Rayleigh-Benard（RB）对流耦合作用的结构图案和特性。在分析了RB对流结构的基础上，分别对比分析了水平流及脉冲流与RB对流耦合作用的结构，并得出了其规律。RB对流系统为定常流动，对流轨道具有空间周期性。当RB对流与水平来流耦合作用时，系统为非定常流动，对流结构既表现空间周期性，同时也表现时间周期性。当外加来流的大小呈周期性变化时，此时系统流动的形式与外加来流的周期密切相关。     

Rayleigh-Benard对流初值敏感度模拟研究

通过建立自由界面的Rayleigh—benard对流模型,数值模拟得到了具有不同涡数的benard花胞的稳定二维流场。研究中分别以正反向2、3涡的benard流动作为初始值,在对应相同工况下做数值模拟计算,结果验证了不同初始值对稳定benard花胞的形成无影响。     

Rayleigh-Benard对流温度信号的混沌特性分析

为了揭示Rayleigh-Benard湍流存在的混沌特征,通过对Rayleigh-Benard对流温度信号的时间序列分析,研究了混沌特性随测量点变化的规律.采用G-P算法和小数据法分别得到了描述序列混沌特性的关联维、最大Lyapunov指数及Kolmogorov熵特征参数,证实了高Ra数下Rayleigh-Benard...     

矩形通道内具有Rayleigh-Benard对流的湍流换热大涡模拟

基于动态Smagorinsky涡黏模型对矩形通道截面内具有Rayleigh-Benard对流的湍流充分流动和换热问题进行了大涡模拟研究,分析了浮升力对管道截面的平均速度、温度分布以及雷诺应力的影响.湍流雷诺数为400,格拉晓夫数从105变化到107.研究结果表明:随着格拉晓夫数的增大,浮升力增强,通道内平均速度减小;亚格子黏性系数明显增大,湍流强度增强,换热也明显增强;由于浮升力的存在,在高温壁面附近,主流湍动能减小,展向湍流强度大大增强;初始条件对平均速度及温度的分布有一定的影响,但对平均的阻力系数及换热系数没有影响.     

中等长高比腔体内的混合流体Undulation行进波

通过二维流体力学基本方程组模拟了具有较强Soret效应(分离比ψ＝-0.47)的混合流体在中等长高比(Γ＝12)腔体内的Rayleigh-Benard对流运动.研究了不同瑞利数情况下腔体内出现的各种行进波状态,详细地探讨了Undulation行进波(UTW)的特性、时空结构及稳定性.     

纵流壳程换热器性能研究

对纵流壳程换热器的流体力学性能和传热性能进行了理论分析和实验研究。结果表明理论分析的结果是可行的，能够满足工程应用的需要。     

微重力下气体热对流现象成因新说

证明了气体中存在有正比于温度梯度的热流力，并以热流力效应解释微重力下的报体热对流现象，证明了雷诺数的物理意义实际上是表示单位质量流体受到的摩擦力与粘性力（υ＾２／Ｄ３）之比，并指出流体分子的涨落剩余效应将影响失稳后的流动状态。     

扇形柱面内液体的对流临界点

本文研究了横向边界对Rayleigh-Benard问题的影响,作了扇形柱几何中的自然对流的线性稳定性分析。文章确定了当在柱形容器的下底面加热、上底面保持固定温度的条件下,出现自然对流的临界Rayleigh数,井讨论了临界Rayleigh数附近的区域内的优势对流模式(Preferred convective mode)和柱面侧壁对它们的影响。     

圆柱容器内Rayleigh—Benard湍流对流的数值模拟

采用差分方法求解基于Boussinesq假设下三维不可压缩Navier-Stokes方程，直接数值模拟了底部加热、顶部冷却的竖直圆柱容器内Rayleigh-Benard湍流对流问题，探讨了不同形参比下流场中大尺度环流结构、轴对称环状涡结构的变化规律，分析了形参比对于平均流场和湍流脉动统计量以及表征传热特性的Nusselt数的影响．     

超临界混合流体自然对流的三维数值模拟

针对三维矩形腔体中超临界氮氩混合流体的Rayleigh-Bénard对流进行了数值模拟,研究了活塞效应、Soret效应和Dufour效应在自然对流发生发展过程中所产生的影响.结果显示:3种效应作用下自然对流可分为稳定边界层、对流产生和发展、稳定对流3个阶段.活塞效应在稳定热边界层时期发挥主导作用并促进对流发生,形成双热边界层结构.受温度梯度驱动Soret效应引起组分定向迁移,产生Dufour效应促进能量输运.与拟纯流体对比后发现,自然对流发展阶段混合流体中Soret和Dufour效应具有促进流动增强换热的效果.     

对流槽宽高比对长方体湍流热对流系统传热的影响

采用长方体对流槽,研究以水为流体介质的Rayleigh-Benard（RB）湍流热对流系统中,对流槽宽高比对系统湍流传热Nu-Ra关系的影响.改变对流槽的高度,使对流槽的宽高比分别为（Γ,Γ）=（1.00,0.30）,（2.00,0.60）,（4.00,1.20）,（7.25,2.18）,（14.29,4.29）和（20.84,6.25）,实验参数Rayleigh数（Ra）和Prandtl数（Pr）的变化区间分别为5.0×10⁵≤RA≤5.6×10¹⁰和5.3≤Pr≤7.0.结果表明,与圆柱形对流槽中的情形不同,长方体对流槽中系统湍流传热的Nu-Ra关系几乎独立于系统对流槽的宽高比.     

空气在横管外自然对流中的辐射影响

空气在横管外自然对流是对流和辐射的复合传热。本文分析空气在横管外自然对流中辐射的影响程度及影响因素。     

开口空腔中非稳态自然对流的传热问题

对后壁受热的二维开口方形空腔中的非稳态湍流的自然对流传热进行了数值研究。采用低Ｒｅｙｎｏｌｄｓ数ｋ－ε双方程湍流模型，给出并讨论了空腔非稳态流动过程中典型的流型、温度场和开口特性。依据物理本质，对空腔传热随时间演变的整个过程进行了划分和分析。