二维方腔非稳态自然对流数值模拟研究

本文针对二维方腔中非稳态自然对流过程进行了数值研究,方腔一侧被等温冷却,另一侧受到三块热板脉动加热,热板温度满足两种不同规律,脉动周期0.01 s<τ<500 s,脉动大小0<α<0.40,所研究的自然对流问题取Ra=106,工质为空气(Pr=0.70)。研究结果表明:方腔中冷板瞬时对流换热量与相应稳态时有很大差异;在一定条件下,热板温度脉动周期和脉动量对冷板的换热量均有很大的影响。

二维方腔自然对流熵产模拟分析

利用热和流体流动控制方程，同时考虑了粘性耗散效应，以温差驱动的二维方腔内自然对流换热为对象，分析讨论了熵产的分布以及随着地在10^5～10^7之间的变化关系。分析结果表明：熵产主要发生在高温壁面和低温壁面，最大熵产出现在高温壁面的下侧和低温壁面的上侧；熵产的面积加权平均 随着舶呈指数形式变化；而 与Ra之间呈线性关系；在总熵产中，传热熵产占绝对比重，且随着胞的增大，其占总熵产的比例也越来越大。

二维倾斜方腔水自然对流分离过程模拟分析

以水为传热介质,对温差驱动的二维方腔内自然对流换热过程进行了模拟分析。利用流体流动与热量传递的无因次控制方程,采用热线及流线可视化方法,取相同Ra=5×107值,倾斜角为控制参数,讨论分析了方腔中的温度、流动及对流换热传输结构。给出了倾斜角对于流型、分离点、对流换热传输结构及高低温壁面的传热性能的影响。分析结果表明:当Ra=5×107时,随着的θ增大,双涡结构越来越明显,倾斜角度对于方腔的流动的流型,具有较大的影响;分离点从低温壁面下部开始形成,随着倾斜角的增大分离点沿着低温壁面向上流动,接着到达绝热壁面,最终到达高温壁面;温度梯度受θ变化的影响较大,不同θ时,产生温度梯度最大值的地点不同;高低温壁面的平均Nu在60°最大,180°时最小。