普朗特数对对流斑图的分区和扰动成长模式的影响

作者：宁利中; 张珂; 宁碧波; 胡彪; 田伟利

来源：水动力学研究与进展A辑, 2019, 34(03): 377-383.

DOI：10.16076/j.cnki.cjhd.2019.03.014

• 普朗特数
• 对流斑图
• 分区
• 扰动成长

该文采用二维流体力学基本方程组对普朗特数Pr(28)0.72流体对流进行数值模拟。取相对瑞利数r(28)4时,随着水平来流雷诺数的逐渐增大可获得行波、局部行波和水平流三种斑图。分析Pr(28)0.72流体的斑图分区情况,可以得出在水平来流雷诺数和相对瑞利数构成的平面上,他们都被水平来流上下临界雷诺数Reu和Rel划分为行波区间、局部行波区间和水平流区间;同时对三种流体的水平来流上下临界雷诺数Reu和Rel随相对瑞利数r的变化情况进行了观察,可发现他们都是随r的增大而增大的。在相对瑞利数r(28)3 8、和13时,研究普朗特数Pr对水平来流上下临界雷诺数Reu和Rel的影响,可知Reu和Rel随Pr增大而减小;且介于Reu和Rel之间的局部行波的范围随Pr增大而减小。对普朗特数Pr(28)6.99、0.72和0.0272的行波斑图及局部行波斑图的成长过程进行研究,发现了两种扰动成长模式,其中Pr(28)6.99流体的扰动是从腔体中部开始成长的;Pr(28)0.72和0.0272两种流体的扰动是从腔体右端区域内开始成长。

• 单位
  西安理工大学; 江西省水利规划设计研究院; 嘉兴学院; 建筑工程学院