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超临界流体Rayleigh-Bénard对流的数值模拟研究

沈飚 , 张鹏

工程热物理学报

物质气液临界点附近热物理性质发生剧烈变化,会出现一种对热力学平衡有显著加速作用的热声活塞效应。而在长时间尺度上,因重力作用而产生的Rayleigh-Bénard对流在活塞效应的影响下,其表现出来的物理特性与普通流体相比存在较大的差异。我们通过SIMPLE方法对超临界氮在不同临界距离下的自然对流发生过程进行数值模拟,结果显示当流体热力学状态接近临界点时,对流作用的发生取决于边界层内热羽流的形成,并且具有明显的湍流特征,而随着离开临界点的距离加大,流场的形成逐渐过渡到一般可压缩流体的情形。

关键词: 超临界流体 , 活塞效应 , Rayleigh-Bénard对流 , 热羽流 , 数值模拟

二维Rayleigh-Bénard对流的插值格子-Boltzmann方法模拟研究

王勇 , 何雅玲 , 童长青 , 刘迎文

工程热物理学报

本文采用插值格子-Boltzmann方法对较大Ra数范围下的二维Rayleigh-Bénard对流进行了模拟研究.模拟中针对不同的Ra数,采用不同的插值比.模拟获得了系统的最大垂直方向速度分量随时间的变化规律、系统的流线以及等温线分布、Nu数与Ra数的变化规律以及壁面附近水平截面平均温度的分布.模拟结果与相关文献数据做了对比,相互吻合良好.

关键词: 格子-Boltzmann方法 , 插值 , Rayleigh-Bénard对流

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