具有水平流动的对流斑图成长和动力学特性

采用二维流体力学基本方程组对Prandtl数Pr=0.72具有水平流动的对流斑图成长和动力学特性进行了数值模拟.结果说明,对于给定的相对Rayleigh数Ra_r=5(Rayleigh数Ra=8 540)和Reynolds数Re=22.5,行波对流斑图的成长分为三个阶段,即对流发展阶段、指数成长阶段、周期变化阶段(过渡调整区、稳定周期变化区).行波对流的平均波数随着时间的发展或者对流斑图的成长而减小.随着相对Rayleigh数的增加,行波对流的指数成长阶段的时间变短,对流最大垂直流速的成长率变大.对于水平流动Re=5时,对流最大垂直流速的成长率γ_m与Ra_r的关系为γ_m=0.004 8Ra~(6.065 3)_r.在周期变化阶段,经过行波对流斑图和对流参数的过渡调整区后,对流进入斑图和对流参数的稳定周期变化区.对于给定的Ra_r=5时,行波对流的无量纲周期T_t随着Re变化的关系式为T_t=0.001 4Re~(2.363 5).