对流是指流体内部由于各部分温度不同而造成的相对流动。对流发生的形式有自然对流和强制对流两种,自然对流是因为浓度差或温度差引起的密度变化而引起的,强制对流是由于外力推动产生的。城市中的热岛效应,海洋中的海水环流,污染物的运动形态等都涉及到对流运动。对流从被发现至今,科研人员对对流进行了很多研究,本文主要研究热对流,在传统水平矩形对流腔体的基础上增加倾斜角度和通过流动,采用周期加热方式,分析水、空气和汞三种流体的对流特性。本文应用流体力学方程组和Fluent软件,在长高比Γ=40的矩形腔体内对Pr=6.99、Pr=0.72、Pr=0.0272三种流体进行数值模拟,分析三种流体在不同相对瑞利数、雷诺数和倾斜角度下对流斑图的时空演化、分区和对流特性。得到结果如下:(1)三种流体的时空演化大致分为三个阶段:对流初始发展阶段、过渡发展阶段、相对稳定阶段;Pr=6.99、0.72的流体上下游区域对流斑图结构呈现差异性,P1r0.0272的流体上下游区域对流斑图结构呈现周期对称性。(2)三种流体存在的局部行波这一特殊对流结构受相对瑞利数和雷诺数的共同影响,找出不同相对瑞利数对应的局部行波转换为通过流动的临界雷诺数,对二者数据点进行曲线拟合发现r和Reu为幂函数关系;对比不同角度下的临界雷诺数发现随着倾斜角度的增大临界雷诺数增大。(3)Pr=6.99的流体在不同相对瑞利数下随雷诺数变化共出现四个分区:局部单对流区、局部均匀对流区、局部非均匀对流区、通过流动区。Pr=0.72、0.0272的流体共出现四个分区:局部均匀对流区、局部混合对流区、过渡对流区、通过流动区;随相对瑞利数的增大,努塞尔数稳定值、最大流速、最大振幅均增大。(4)三种流体腔体内对流区长度随相对瑞利数的增大而增大,但影响发生在一定范围;随倾斜角度的增大而小幅度增大,但影响发生在一定范围;随雷诺数的增大而大幅度减小,说明雷诺数是影响腔体内对流区长度的主要因素。