【摘 要】
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进行了二维Rayleigh-Bénard热对流数值研究.在非等距网格上用二阶中心差分格式,并采用跳线迭代的半隐式格式求解压力泊松方程,具有较好的计算稳定性.针对Pr=4.3,计算了8个Ra
【机 构】
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中山大学应用力学与工程系,广州510275
【出 处】
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第十一届全国水动力学学术会议暨第二十四届全国水动力学研讨会并周培源诞辰110周年纪念大会
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进行了二维Rayleigh-Bénard热对流数值研究.在非等距网格上用二阶中心差分格式,并采用跳线迭代的半隐式格式求解压力泊松方程,具有较好的计算稳定性.针对Pr=4.3,计算了8个Ra数(2×105≤Ra≤2×109)的热对流场.计算结果表明,在热对流发生的初始阶段,蘑菇状羽流先在方腔内的边角位置产生,然后在方腔顶底边中部产生;不同的Ra数初始羽流数不同,Ra数越大,初始的蘑菇状羽流数越多.在热对流充分发展的流动阶段,当Ra数较小时(2×105≤Ra≤2×106),流动不稳定,较大尺度的羽流来回穿梭致使方腔中心涡流动不停翻转;Ra数变大时(2×105≤Ra≤2×109),羽流流动形成稳定角涡,方腔中部形成稳定的大尺度中心涡.计算了各个Ra数迭代100万次的平均场温度边界层厚度,并得到了温度边界层厚度d与Ra数具有对数律关系.计算了各个Ra数平均场的Nu数,讨论了传热效率特性Nu数与Ra数之间的变化关系.
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