热泳和Brown运动对太阳能辐射下热分层纳米流体边界层流动的影响

在太阳辐射下的纳米流体中,数值地研究竖向延伸壁面具有可变流条件时的层流运动.使用的纳米流体模型为,在热分层中综合考虑了Brown运动和热泳的影响.应用一个特殊形式的Lie群变换,即缩放群变换,得到相应边值问题的对称群.对平移对称群得到一个精确解,对缩放对称群得到数值解.数值解依赖于Lewis数、Brown运动参数、热分层参数和热泳参数.得到结论:上述参数明显地影响着流场、温度和纳米粒子体积率的分布.显示出纳米流体提高了基流体热传导率和对流的热交换性能,基流体中的纳米粒子还具有改善液体辐射性能的作用,直接提高了太阳能集热器的吸热效率.     

外形任意的多孔介质轴对称物体中充满非Newton幂律流体时的自然对流

在一个轴对称、外形任意的多孔介质二维体中,充满了有屈服应力的非Newton幂律流体时,数值分析其自由对流及其传热/传质问题．利用相似变换,将边界层控制方程及其边界条件变换为无量纲形式,然后用有限差分法求解该方程组．所研究的参数为流变常数、浮力比和Lewis数．给出并讨论了典型的速度、温度及浓度曲线．发现屈服应力参数值和非Newton流体的幂律指数对结果有着显著的影响．     

饱和纳米流体多孔介质中竖直嵌入板上边界层的非Newton流

在层流条件下,对饱和多孔介质中的竖直板,研究幂指数型非Newton流的自由对流热交换.非Newton纳米流体服从幂指数型的数学模型,模型综合考虑了Brown运动和热泳的影响.通过相似变换,将问题的偏微分控制方程组,转化为常微分方程组,得到了常微分方程组的数值解.数值解依赖于幂指数n,Lewis数Le,浮力比Nr,Brown运动参数Nb,以及热泳参数Nt.在n和Le的不同取值下,研究并讨论了对相关流体性质参数的影响和简化的Nusselt数.     

不同流条件下随温度变化的流体黏性和热泳微粒沉积对自由传热传质作用的Lie群分析

研究二维稳定不可压缩流体在竖向延伸平面上的流动.流体黏性假设为与温度相关的线性函数.对控制方程进行伸缩群变换,由于变换参数之间的关系让方程解保持不变.在找到3个绝对不变量后,推导对应动量方程的一个三阶一般微分方程和两个对应能量方程和扩散方程的二阶一般微分方程.求出具有边界条件方程的数值解,发现随着平面延伸距离增加,随温度变化的流体黏性降低让流速变慢.在平面的某个特定点处,随着黏性减少流速变慢但温度增加.热泳微粒沉积在浓度边界层起着关键作用.最后对计算结果进行讨论并给出图例.     

等通量多孔介质内填夹杂时,粘性和Joule传热对磁流体动力学自然对流的影响

当一个等通量多孔介质内填倾斜矩形夹杂物时,数值地研究了粘性和Joule传热对磁流体动力学自然对流热传导的影响.矩形夹杂物的一边为等热通量的加热面,其对边为等热通量的致冷面,另外两边为绝热面.使用一组适当的变量,将能量方程和Darcy-Oberbeck-Boussinesq的Forch-heimer推广式变换为无量纲形式,然后用有限差分法求解.控制参数为磁效应数、修正的Rayleigh数、矩形夹杂物的倾角及其长宽比.结果显示,粘性和Joule传热导致热传导率下降.     

化学反应时混合对流传热传质磁流体流经多孔楔形体粘度变化及热分层影响的数值研究

在磁流体力学中,当粘滞不可压缩传热传质混合对流的导电流体,流经多孔楔形体且伴有化学反应时,对其粘度变化及热分层影响进行了分析.将楔形体壁面埋入均匀的非Darcy多孔介质中,壁面具有吸入或抽出流体的功能.通过相似变换,将边界层的控制方程写为无量纲形式.使用有限差分法,对变换后耦合的非线性常微分方程进行数值解.对无量纲参数的不同值进行数值计算时,略去三阶以上的高阶差分.图形形式给出的结果表明,这些参数对流场及其它物理量都有重要影响.与已知文献的结果比较表明,它们高度地一致.     

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.     

纳米流体在非线性伸展面上粘性流动及其热交换时的相似解

当含金属颗粒的粘性流体(即纳米流体)流过非线性伸展平面时,分析其边界层流动及其热交换.假设伸展速度是到原点距离的幂函数.将偏微分的控制方程及其相应的边界条件,简化为耦合的非线性常微分方程及其相应的边界条件.数值地求解所得到的非线性常微分方程.讨论了各相关参数(即Eckert数Ec,纳米颗粒的固体体积率和非线性伸展参数n)对问题结果的影响,并与先前文献所报道的结果进行了对比.研究了不同类型的纳米颗粒.发现纳米流体的流动特性随着纳米颗粒类型的改变而变化.     

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.     

竖直平板嵌入非Darcy多孔介质时,数值研究流过平板的不稳定MHD自然对流中的Dufour和Soret效应

就竖直平板嵌入非Darcy多孔介质中,导电流体流过平板时作不稳定的二维磁流体(MHD)双扩散对流,数值研究了Dufour和Soret效应对流动的影响.用Crank-Nicolson型的隐式有限差分法,按三对角矩阵处理,求解无量纲的非线性控制方程.详细地研究了问题中出现的各种参数对不稳定无量纲的速度、温度和浓度曲线的影响.进一步地,给出并分析了表面摩擦因数、Nus-selt数和Sherwood数随时间的变化.研究结果表明,不稳定速度、温度和浓度分布曲线,受Dufour和Soret的影响十分显著.随着Dufour数的增加或者Soret数的减小,表面摩擦因数和Sherwood数都在减小,而Nusselt数在增加.研究发现,当磁场参数增加时,边界层中的速度和温度在减小.     

热辐射对粘性流体流过多孔非线性收缩平面时的MHD流动和热传导的影响

研究热辐射对多孔非线性收缩平面上磁流体动力学(MHD)流动和热传导的影响.假设收缩平面的速度和横向磁场,按离原点距离的幂函数而变化;又假设粘性按与其有关的温度的反函数变化,热传导率按温度的线性函数变化.通过广义相似变换,将偏微分方程的控制方程,简化为耦合的非线性常微分方程,然后通过有限差分法进行数值求解.在不同的参数取值下,得到速度和温度分布,以及多孔平面上表面摩擦因数和热传导率的数值结果.     

幂律速度运动表面上磁流体在驻点附近的滑移流动

从理论上研究了具有非线性延伸表面的磁流体在滑移流区的动量传输问题.通过Lie群变换把控制方程组转化为常微分方程组,利用同伦分析方法求得了问题的近似解析解.获得的级数解与文献中的数值解吻合得较好.另外,利用级数解分析滑移参数、磁场强度、速度比率参数、吸入喷注参数和幂律指数对流动的影响.结果显示这些参数对壁剪切力和边界层内流场有较大的影响.     

磁场力作用下胀缩可渗透壁面管道非稳态流动摄动解

分析了磁场力作用下胀缩可渗透管道中的不可压缩流动．应用相似变换,控制方程被转换成非线性常微分方程,得到不同的膨胀率和Hartmann数下的奇异摄动解,并对相关的流动特征进行了详细的分析．     

伴有化学反应的磁流体传热传质混合对流流经吸入/喷出多孔楔形体时的局部非相似解

研究伴有化学反应的流经多孔楔形体的,传热传质磁流体的自由、受迫和混合对流.使用结合打靶法的Runge-Kutta-Gill方法,和直到3阶截断误差的局部非相似法,将偏微分的控制方程简化为9个常微分方程.通过Falkner-Skan变换,将边界层控制方程表示为无量纲形式.由于楔形体壁面的吸入/喷出,以及可变的壁面温度和浮力的影响,使得流场呈局部非相似性.就一些特定的无量纲参变数,给出具有3阶截断误差的数值计算.图形显示可变壁面温度和浓度条件下,伴有化学反应时磁场强度对无量纲速度、温度和浓度分布的影响.