混合流體行進波對流的數(shù)值研究.pdf

1、本文對無水平流和有水平流時二維矩形腔體內(nèi)混合流體的行進波對流進行了數(shù)值研究.
　　 首先，基于投影法和交錯網(wǎng)格技術，本文構造了流體動力學原始變量基本控制方程組Navier-Stokes/Boussinseq方程的一種高精度緊致差分算法；其中，對流項采用四階組合迎風緊致差分格式離散，擴散項采用四階對稱緊致差分格式離散，壓力Poisson方程采用四階對稱緊致差分格式和ADI方法求解.
　　 其次，數(shù)值模擬研究了無水平流時腔體

2、內(nèi)的行進波對流.在ψ=-0.25的分離比下，通過改變控制參數(shù)-Rayleigh數(shù)，對對流發(fā)生的臨界Rayleigh數(shù)進行了較精確的估計，計算了不同Rayleigh數(shù)下行進波對流狀態(tài)以及對流從初始狀態(tài)向最終穩(wěn)定狀態(tài)過渡的情形，在對流發(fā)生點之上獲得了穩(wěn)定的LTW狀態(tài)，分析了對流在其穩(wěn)定狀態(tài)穩(wěn)定的原因以及存在的Rayleigh數(shù)范圍.在強分離比ψ=-0.47，-0.6下，對每個分離比下對流發(fā)生的臨界Rayleigh數(shù)給出了估計.通過計算，獲得

3、了含有源的缺陷的TW狀態(tài)以及曾在實驗中觀察到的UTW狀態(tài)，探討了這兩種行進波狀態(tài)的時空結構，得出了這些行進波狀態(tài)的運動特點.對于不同分離比下的行進波對流，分析出了對流振幅、Nusselt數(shù)以及混合流體組分混摻程度M對Rayleigh數(shù)的依賴關系.
　　 最后，對有水平流時行進波對流進行了數(shù)值模擬.觀察到了前人未見到的具有周期性特點的線性逆行波與非線性順行波對傳的狀態(tài)；考察了這種狀態(tài)的Rayleigh數(shù)依賴性，分析了對流從初始狀態(tài)