湍流热对流温度剖面双参数拟合及其变化特性

• 作者: 何建超 包芸 方明卫
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 二维湍流热对流 温度边界层剖面 间断特性 传热特性 大尺度环流路径周长
• 年，卷（期）: 2020,（17）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 312-320
• 页数: 9页
• 字数: 7512字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.69.20200073

摘要

采用高效并行的直接数值模拟方法计算了三个Pr数的系列Ra数的二维热对流.对所有计算结果的平均场温度边界层特性进行研究,采用考虑脉动作用的双参数温度边界层理论对温度边界层剖面进行拟合,得到了拟合参数a和参数c的分布.参数a决定了温度剖面的基本特性,而参数c起到了对温度剖面外区的修正作用,使得在5个边界层厚度温度边界层剖面的计算值与理论解符合良好.参数c的变化特性与参数a的相反,a值增大则c值减小.不同的Pr数拟合参数a随Ra数变化具有不同的分布特性,但都存在突然减小的间断.参数a的间断变化是由湍流热对流流动状态由椭圆形大尺度环流突变到圆形大尺度环流造成的,且随着Pr数变大间断点的特征Ra数增高.相同Ra数时Pr数越大温度剖面的拟合参数a值越小,表明温度边界层中脉动的影响越小.传热特性Nu/Ra0.3、表征羽流运动特性的大尺度环流路径周长,及温度边界层拟合参数a三者随Ra数的变化都存在转折或间断,且对应相同的特征Ra数,显示三者具有很好的相关性并与流动形态变化直接关联.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	包芸	中山大学航空航天学院	81	535	16.0	20.0
2	何建超	中山大学航空航天学院	3	0	0.0	0.0
3	方明卫	中山大学航空航天学院	2	0	0.0	0.0