半浮区液桥中热毛细对流的自由面振荡

本文研究了半浮区小液桥中热毛细振荡对流的自由面变形.用实验的方法给出了自由面振荡的相对位移和相对位相差,给出了不同外加温差时自由面振荡的特性.本文结果还揭示了一类表面波,这种波动具有小扰动的特征,并在液桥的一个角区具有反常大的振幅.     

热毛细振荡对流的实验研究

本文用实验的方法研究了半浮区液桥中由定常流向振荡流转捩的过程。发展了两种不接触诊断方法,测量了液桥自由面发生振动时的临界Marangoni数的分布。对于上壁加热和下壁加热两种情况,分别得到了实验结果,这些结果与Rayleigh不稳定性的理论预计相符。本文还讨论了液桥胖瘦程度对产生振荡流的敏感关系,从而表明自由面附近压力分布的重要性。本文的实验是在小液桥中进行的,其Bond数远小于1,因此可模拟微重力环境中的实验情况。     

热毛细振荡对流的产生机理

本文用有限元方法定量分析讨论了液体桥中的温度分布。当液桥两端温差△T增大到一定值时,液桥中会出现温度梯度与重力方向平行且同向的流动区域。随着温差△T值的增大就可能产生浮力不稳定,形成热毛细振荡对流。根据地面实验所得发生振荡对流的临界Marangoni数,给出了微重力条件下临界Marangoni数的分布。分析表明,较小的典型尺度和较低的重力环境会延迟热毛细振荡对流的发生。     

半浮区液桥振荡对流的自由面振荡

将正交光栅(20L/mm)投影在小尺度液桥表面,接受其反射的正交光栅畸变象,可反演计算出液桥自由面形状.根据这一原理,我们测量了小浮区液桥面形及其振荡的二维形变过程.该实验结果进一部揭示了热毛细振荡对流的机理,特别是自由面的三维变化特征,同时,也为空间实验完成了实验室的原理研究.     

在微重力条件下无限长方柱中的自然对流*

为了研究在宇宙空间微重力环境中.自然对流对流体运动的影响,将变量展成Grashof的摄动级数,使用摄动理论将Navier-Stokes方程组简化成:关于温度T的Poisson方程,关于流函数ψ的非齐次biharmonic方程.选取一无限长封闭方柱体,假定在柱体边界上预先给定一种线性温度分布,使用数值计算方法求解上述简化方程组,得到各阶流函数和各阶温度值,进而详细地研究了方柱中流体的运动状况,分析和讨论了某些参数,如Grashof数和Prandtl数对流体运动的影响,最后将计算结果与由未简化方程推算的结果进行比较,证实近似方法正确地简化了复杂的流体运动过程,并且可以推广、运用到三维问题上.     

微重力条件下舱内通风换热的地面模拟技术

在微重力条件下,舱内的强迫通风换热占绝对优势,在地面由于重力的影响,会产生自然对流,从而形成混合对流换热.通过理论分析和数值模拟,发展了一种温度-材料-Nusselt数综合保持技术,即利用舱内的通风,通过减小尺寸降低Grashof数,提高速度保持Reynolds数,使Gr/Re²小于某一值,从而达到抑制自然对流、消除或减小重力影响的目的,从而能保持原型和模型的Nusselt数不变、流场和温度场的相似.利用数值计算的方法,对这一技术进行了验证.     

不变形双滴的热毛细迁移及相互作用

对微重力下不变形双滴的非定常热毛细迁移运动进行了数值模拟,采用了有限差分方法对动量方程和能量方程进行离散,使用波前追踪法捕捉运动的不变形液滴界面．研究显示双滴的排列方式对它们的迁移规律和相互作用影响很大,其中影响任一个液滴运动的最主要的因素是另一个液滴的存在所引起的温度场的扰动．     

传导-辐射对沿垂直平面有热泳的瞬时自然对流的影响

研究存在热辐射时,热泳微粒的沉积,对沿垂直平面瞬态自然对流边界层流动的影响,垂直平面浸没在光密灰色流体中.分析中采用Rosseland扩散近似表示辐射热通量项.将控制方程简化为抛物线型的偏微分方程组,然后在整个时间段0≤τ<∞,利用有限差分法数值求解.还得到了小数值时间和大数值时间的渐近解,发现渐近解和数值解吻合很得好.而且,流体,20℃和1个标准大气压下的空气,即Prandtl数Pr为0.7时,用图形给出了不同物理参数,即热辐射参数Rd、表面温度参数θw和热泳参数λ,对瞬时的表面剪切应力τw、表面热传输率qw和组分浓度扩散率(传质率)mw的影响,以及对瞬时的速度、温度和浓度分布曲线的影响.     

Hall电流对表面热通量均匀的竖直可渗透平板上MHD自然对流的影响

在横向磁场作用下,研究Hall电流对竖直可渗透平板上MHD自然对流的影响,平板具有均匀的热通量.和外部磁场相比,假设感应磁场可以忽略不计.利用自由变量公式化(FVF)和流函数公式化(SFF),将边界层方程简化为适当的形式.对局部蒸发系数ζ的整个取值范围,由FVF得到的抛物型方程,用简明的有限差分法进行数值积分;另一方面,由SFF得到的非相似方程,采用局部非相似法求解.有些区域,如局部蒸发系数ζ值足够大或足够小时,用正规的摄动法求解.对低值Prandtl数Pr,例如Pr=0.005,0.01,0.05时,用图形表示磁场参数M和Hall参数m,对局部表面摩擦因数和局部Nusselt数的影响.最后对不同的局部蒸发系数ζ值,给出流体的速度和温度分布.     

青藏高原不同半径热融湖下融区发展差异的非线性分析

以青藏高原北麓河地区的气象资料、热融湖信息和冻土监测数据为基础,以柱坐标系下伴有相变的热传导方程为模型,在假设不同半径热融湖湖底温度和湖水深度相同条件下,模拟了不同半径热融湖对湖下多年冻土热状况和融区发展长期影响的差异.计算结果表明,不同半径热融湖湖下土壤热状况和融区发展都有较大差异,精确模拟热融湖下土壤热状况和融区发展的数学模型必须考虑热融滑塌引起的热融湖横向扩展作用.     

在有热源/热汇的竖直通道中作混合对流时的第3类边界条件

在竖向平行板通道中,研究粘性耗散和热源/热汇对充分发展的混合层状对流的影响.平板与外部流体进行了热交换,考虑了两种边界条件:与外部流体的参考温度相同的和不相同的.首先,数值地求解Brinkman数或Grashof数可以忽略的简单情况,然后,运用摄动级数法分析有热源/热汇存在时,浮力和粘性耗散对流动的组合影响,并证明摄动参数不大时是有效的.为了放宽摄动参数的使用条件,运用4阶Runge-Kutta打靶法,求解速度和温度场,对平板处的速度、温度、表面摩擦和Nusselt数进行数值讨论并绘出图形.     

微重力条件下Pd77.5Au6Si16.5合金的凝固组织形态

研究了地面正常重力及卫星搭载微重力条件下Pd_77.5Au₆Si_16.5 合金的凝固组织形态的差异 .发现重力条件下的凝固组织为典型的树枝状初生相和典型的层片状共晶组织 ;而微重力条件下的初生相呈粒块状 ,共晶组织为网络状 .凝固组织形态的差异主要是由于合金类型 (初生相Pd₃Si为化合物结构类型 )以及重力引起的浮力对流增大了界面前沿液相原子的传递能力、减小了溶质边界层的厚度使得晶体长大速度增加造成的     

声悬浮条件下大体积水的深过冷

采用声悬浮方法进行了Φ 5~8 mm大体积水的深过冷实验, 获得了高达24 K的过冷度. 分析了在声悬浮过程中影响水过冷能力的诸多因素, 发现杂质虽然对过冷度有一定的影响, 但并不是最主要的因素. 超声波对水滴的搅拌作用和空化效应制约着深过冷的获得. 同时, 研究了冰枝晶的生长速度、顶端半径与过冷度的关系, 并理论预测了24 K过冷度下冰的生长速度约为0.23 m/s, 实现了大体积水的快速凝固.     

对流方程的两个高精度差分格式

This paper gives two patterns of high exact difference in solving convection equation. The er-ror of cut section is to O( △t^2 △x^4 ).     

流动控制方程中对流项离散格式的比对分析

首先在有限体积法的基础上,针对流体流动控制方程中一阶对流项的离散问题,通过选用不同的控制节点来产生、分析已有的插值函数,从而形成不同的离散格式;其次,通过应用一定的数值算例来对各离散格式进行了相应的数值比对、分析,得出了影响问题求解的一些因素,选取出了一种相对比较稳定、高效的对流项离散格式.     

星周致密HII区的电离平衡和非热动平衡效应

本文在球对称几何、纯氢、等温、稳态质量损失及Sobolev近似下研究内嵌星周致密HII区中的电离平衡及非热动平衡(NLTE)效应。研究表明,致密HII区严重偏离热动平衡,碰撞电离及激发态光致电离对HII区大小、NLTE偏离因子分布及谱线观测流量比产生重大影响,用它们可解释YSOs源的红外谱线流量超和流量短缺现象,指出不能用光学薄谱线复合理论推断内嵌中央星的光谱型、质量损失率及前景消光。     

非均匀磁场对空间浮区法晶体生长的影响

通过数值计算表明了在空间浮区法晶体生长中利用非均匀磁场抑制自由面附近流体运动,这种局部作用来均匀减弱整体流场的有效性,及通过设计一定的磁场位形以达到减弱熔体流动的同时,提高杂质浓度沿生长界面分布均匀性的可能性,并且初步讨论了非均匀磁场位形设计的基本原则.     

三角形穿孔翅片对自然对流传热的强化作用

研究一种设置水平矩形翅片对自然对流传热的强化作用,翅片内含三角形穿孔,三角形的底边平行并朝向翅片顶端.比较了这种多孔翅片和同等实心翅片的热耗散率.考虑的参数包括翅片及其穿孔的几何尺寸和热性能.讨论了翅片穿孔后引起的传热强化和翅片重量的减轻.结果表明,在某些三角形穿孔和穿孔间距的值域内,穿孔翅片改进了同等情况实心翅片的热耗散.当翅片导热率及其厚度增大时,穿孔翅片的传热也强化.     

流体饱和多孔介质中热发展强迫对流的熵产分析

利用Darcy流动模型,同时考虑粘性耗散效应,分析研究了以两等温平板为边界的多孔介质中,热发展强迫对流的熵产.参数研究表明,组参数和Péclet数减小,而Brinkman数增大时,熵产增大.形象化的热线表示方法着重应用于Br＜0的情况,在这种情况下,在顺流的某些位置上,存在热传递方向的改变,即从原来的壁面向外传热变为向壁面传热.