倾斜层中的对流斑图及其临界条件

• 作者: 吴昊 宁利中 宁景昊 宁碧波 田伟利
• 来源期刊: 应用数学和力学
• 学科: 物理学
• 关键词: 倾斜层 对流斑图 Rayleigh数 临界倾角 流线
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 页码范围: 398-407
• 页数: 10页
• 分类号: O357
• 语种: 中文
• DOI: 10.21656/1000-0887.390102

摘要

通过二维流体力学基本方程的数值模拟,探讨了Prandtl(普朗特)数Pr=6.99时,倾斜矩形腔体中的对流斑图和斑图转换的临界条件.根据倾角 θ 和相对Rayleigh(瑞利)数Rar的变化,倾斜矩形腔体中的对流斑图可以分为:单滚动圈对流斑图、充满腔体的多滚动圈对流斑图和过渡阶段的多滚动圈对流斑图.当 θ 一定时,随着Rar的减小,系统由充满腔体的多滚动圈对流斑图过渡到单滚动圈对流斑图.这时,对流振幅A和Nusselt(努塞尔)数Nu随着Rar的增加而增加.当Rar=9时,随着 θ 的增加,系统由充满腔体的多滚动圈对流斑图过渡到单滚动圈对流斑图,这时对流振幅A随着 θ 的增加而减小,Nusselt数Nu随着 θ 的增加而增加.在 θc-Rar平面上对多滚动圈到单滚动圈对流斑图过渡的模拟结果表明,在Rar=2时,腔体中没有发现多滚动圈对流斑图.在Rar为2.5左右时,腔体中出现多滚动圈到单滚动圈对流斑图的过渡.当多滚动圈到单滚动圈对流斑图过渡的临界倾角 θc<10° 时,θc随着Rar的减小而增加.当 θc>10° 时,θc随着Rar的增加而增加,在Ra r≤5时,θc随着Rar的增加而迅速增加;当Rar>5时,θc随着Rar的增加而缓慢增加.θc与Ra rθ 的关系与Rar类似.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	宁利中	西安理工大学水利水电学院	78	476	11.0	19.0
2	宁碧波	嘉兴学院建筑工程学院	64	120	5.0	7.0
3	田伟利	上海大学建筑系	70	190	7.0	11.0
4	吴昊	西安理工大学水利水电学院	9	2	1.0	1.0
5	宁景昊	西安理工大学水利水电学院	2	0	0.0	0.0