混合流體行進(jìn)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(jìn)波對流進(jìn)行了數(shù)值研究.
　　 首先，基于投影法和交錯網(wǎng)格技術(shù)，本文構(gòu)造了流體動力學(xué)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(xiàng)采用四階組合迎風(fēng)緊致差分格式離散，擴(kuò)散項(xiàng)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(jìn)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(jìn)行了較精確的估計(jì)，計(jì)算了不同Rayleigh數(shù)下行進(jìn)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(diǎn)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(qiáng)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(jì).通過計(jì)算，獲得

3、了含有源的缺陷的TW狀態(tài)以及曾在實(shí)驗(yàn)中觀察到的UTW狀態(tài)，探討了這兩種行進(jìn)波狀態(tài)的時空結(jié)構(gòu)，得出了這些行進(jìn)波狀態(tài)的運(yùn)動特點(diǎn).對于不同分離比下的行進(jìn)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(guān)系.
　　 最后，對有水平流時行進(jìn)波對流進(jìn)行了數(shù)值模擬.觀察到了前人未見到的具有周期性特點(diǎn)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)