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摘要
寒区工程超重力试验设计与土工模型箱空气夹层空腔温度传递相关。通过建立夹层-土体的对流换热模型，基于Rayleigh-Benard对流模型和CFD数值仿真方法研究了超重力环境下，不同夹层厚度、不同超重力加速度对土体表面及夹层内部温度分布的影响，解释了超重力场对对流换热过程涡环成因及发展的现象。结果表明涡环的稳定分布与流场速度、压力及界面换热系数、温度等直接相关；不同间隙及过载下，努塞尔数均随时间降低；在传热初始阶段，夹层流场努塞尔数变化较大；在不同间隙状态下，随着超重力过载值变大，界面对流换热降低。研究获得了超重力对夹层热对流的影响，开展超重力场下试验设计时需综合考虑夹层尺度、超重力加速度等综合影响。
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单位中国工程物理研究院总体工程研究所; 南京水利科学研究院
