大高宽比矩形腔体侧向正弦加热下对流扰动的成长和传热特性

摘要

为了研究矩形腔体侧向正弦周期加热条件下对流扰动的成长和传热特性，本研究对流体力学方程组进行了数值模拟。结果表明：随着格拉晓夫数Gr的增加，对流扰动的最大振幅A_max的成长率变大，线性成长阶段的时间变短。对于高宽比A=10，腔体宽度d=2 cm的腔体，普朗特数Pr=6.949的流体，对流扰动的成长率γ_m随着格拉晓夫数Gr变化的经验式为γ_m=9×10^-8 Gr^{1.234 3}；对于高宽比A=10、腔体宽度d=6 cm的腔体，普朗特数Pr=0.703的流体，成长率γ_m随着格拉晓夫数Gr的变化关系式为γ_m=8×10^-4 Gr^0.52。当Pr=0.027 2时，热壁面平均努塞尔数■和格拉晓夫数Gr的关联式为■；当Pr=6.949时，■。随着格拉晓夫数Gr数增加，右壁面的传热能力增强。

关键词

矩形腔体 / 侧向正弦周期加热 / 对流扰动 / 成长率 / 传热能力

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)