圓筒中Rayleigh-Benard對(duì)流的直接數(shù)值模擬研究.pdf

1、本文采用直接數(shù)值模擬方法研究了底面加熱、頂部冷卻的豎直圓筒內(nèi)Rayleigh-Benard湍流對(duì)流問(wèn)題，圓筒上底面和下底面溫度恒定，側(cè)壁為絕熱壁，所有壁面均滿足速度無(wú)滑移條件。通過(guò)對(duì)柱坐標(biāo)系下的Navier-Stokes方程直接數(shù)值求解，并引入徑向通量代替徑向速度來(lái)消除坐標(biāo)奇異，得到了三維空間的速度場(chǎng)、渦量場(chǎng)和溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)，分析研究了不同Ra數(shù)和形狀參數(shù)下的Rayleigh-Benard對(duì)流。 研究了不同Ra數(shù)和形狀參數(shù)下Rayl

2、eigh-Benard湍流對(duì)流問(wèn)題。計(jì)算表明，流場(chǎng)中存在的兩種大尺度結(jié)構(gòu)，即大尺度環(huán)流和軸對(duì)稱渦結(jié)構(gòu)，討論了它們所呈現(xiàn)的不同的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)及其在不同Ra數(shù)和形狀參數(shù)下的變化。著重分析探討了Ra數(shù)以及形狀參數(shù)對(duì)于流場(chǎng)中心區(qū)域平均速度場(chǎng)和平均溫度場(chǎng)、速度和溫度脈動(dòng)量、上下壁面的速度和溫度邊界層、渦結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及與湍流傳熱效率相關(guān)的統(tǒng)計(jì)量Nusselt數(shù)的影響特性。研究揭示了Ra數(shù)以及形狀參數(shù)對(duì)于Rayleigh-Benard湍流對(duì)流的基本特性。