长矩形腔体中混合流体的双局部行波

摘要

基于数值模拟，研究了分离比ψ=-0.4和长高比Γ=40的腔体内的双局部行波对流的动力学特性。结果发现，对流圈在端壁产生，向中心传播，到达一定位置对流圈消失；在矩形腔体中两端壁附近行波对流区域与中间部位无对流的传导区域同时共存，形成双局部行波对流；双局部行波对流中的行波由腔体两端向中部传播；腔体二分之一高度处的温度与垂直流速分布是谐波结构，波形比较光滑，浓度分布是台型结构；随着时间的发展，垂直流速最大值稳定在某个数值周期变化，下壁面努塞尔数基本稳定在某个数值，垂直流速最大值和下壁面努塞尔数及其达到稳定的时间随着相对瑞利数r的增加而增加；双局部行波对流稳定的存在于相对瑞利数r∈{1.52,1.57]的区间，双局部行波的对流区长度随着相对瑞利数r的增加呈良好的增加关系，并给出了双局部行波的对流区长度随着相对瑞利数r变化的拟合关系式。

关键词

双局部行波 / 对流 / 对流区长度 / 垂直流速最大值 / 努塞尔数

基金资助

国家自然科学基金资助项目(No.10872164); 西北旱区生态水利国家重点实验室基金资助项目(No.2017ZZKT-2)