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Poiseuille-Rayleigh-Bénard流动中对流斑图的分区和成长
宁利中1)†,胡彪1),宁碧波2),田伟利3)
( 1). 西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地,陕西西安710048 ;2). 嘉兴学院建筑工程学院,浙江嘉兴314001 ;3). 上海大学建筑系上海200444)
本文发表于《物理学报》2016,65(21):214401 物理学报抽印本.pdf
采用SIMPLE算法对二维流体力学基本方程组进行了数值模拟,研究了Poiseuille-Rayleigh-Bénard流动中对流斑图的分区,成长及水平流动对不同斑图特征物理量的影响。结果表明,上下临界雷诺数将流动分成三个区域,即行波区,局部行波区,水平流区。
和
随着相对瑞利数
增大而增大。在对流斑图的成长阶段,三种斑图随时间的成长过程是不同的,但对流圈都是从下游区开始成长的;特征物理量随着时间的变化也是不同的,行波对流和局部行波对流的最大垂直流速
和努塞尔数
经过指数增长阶段后进入周期变化的稳定阶段;水平流斑图的
和
经过缓慢增长后又缓慢降到稳定值。三种斑图的
和
随雷诺数
增大而减小的,不同斑图区域有不同的变化规律。本文给出了
和
随
的变化关系式及不同斑图的
和
随着
的变化关系式。
关键词:Poiseuille-Rayleigh-Bénard流动, 行波, 局部行波, 斑图的成长
PACS:44.25.+f,44.15.+a,05.70.Ln,82.40.Bj
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