水平圆环形湿饱和多孔柱体中的自然对流

本文报道二维暂态、Dirichlet和Neumann两种边值条件下水平环形湿饱和多孔柱体中自然对流的数值计算和实验检验。计算范围:瑞利数Ra≤10~3;半径比R_o(=r_o/r_i)为1—10。着重讨论流场、温度场及Nu随时间变化的规律。计算的径向温度分布和(?)与相应工况的实验数据吻合良好。     

饱和含混多孔介质中环绕水平圆柱的自然对流

本文运用达西流模型，对饱和含湿多孔介质中环绕水平等温圆柱发生的自然对流进行了数值模拟和分析。流函数和温度分布采用傅里叶级数的形式，以联立求解二维流动的控制方程组，傅里叶级数项的系数由一维常微分方程的解得到。文中同时给出局部和平均努谢尔数随修正瑞利数的变化关系以及修正瑞利数处在０．１～１０范围内时二维流场和温度场分布。     

竖直圆柱空间多孔介质中内热源引起的自然对流

本文在考虑边界条件及均匀与非均匀内热源影响的情况下,在圆柱高度对半径之比为4和8、瑞利数(Ra)在1—10~5的范围内,对竖直圆柱多孔介质的自然对流进行了系统的研究。     

多孔介质融化相变自然对流数值模拟

根据体积平均理论,建立多孔介质中融化相变过程自然对流模型。数值模拟了以石英砂颗粒为骨架、冰为填充相的二维融化过程。数值结果表明,在融化区上部发生较强烈的自然对流,融化界面与水平线倾角随融化时间越来越大。     

倾斜同心套管内湿饱和多孔介质中的稳态自然对流

本文报道三维稳态、Dirichlet和Neumann两种边值条件下倾斜环形湿饱和多孔介质中自然对流的数值计算和实验检验的结果。计算范围为:瑞利数Ra≤10,半径比R_0为1—10,形状比A为1—15,倾角φ从0°到90°。计算表明,存在着不影响传热的“临界形状比”新的发现。计算的径向温度分布和(?)与相应工况的实验数据很好符合。     

局部热壁面多孔介质方腔内自然对流的数值研究

本文对上下壁面绝热、左侧壁面长度为b的嵌装加热器部分维持恒定温度T_h而剩余部分绝热,且右侧壁面维持恒定温度T_c的多孔介质方腔内的自然对流换热进行了数值研究.在热壁面无量纲长度B=0.5(B=b/L)的条件下,综合研究了左侧壁面受热部分中心距上壁面的无量纲长度D(D=d/L)、Da数、Ra数和孔隙率对腔体内自然对流换热的影响.数值计算结果表明,左侧壁面受热部分位置的不同对腔体内自然对流换热有很大的影响,D在0.6附近取值时,Na数最大.Da数、Ra数对腔体的自然对流换热影响较大,而孔隙率对换热的影响较小.     

含内热源多孔介质中的混合对流

本文用数值及解析方法分析了含有内热源的竖直多孔通道中的混合对流,通道的两个壁面可维持不等的温度。计算了不同情况下通道中的流速、温度及热流量分布,结果表明,由:]:不同的壁温及内热源的自然对流效应,在两个壁面附近均可能出现流动倒流区,并向下游内部扩展直到“稳定”。数值计算可确定倒流初始出现的位置及发展规律。随着内热源强度的增加,倒流区将向上游移动。而FDF理论分析可得出一个壁面(冷壁)或两个壁面均出现倒流的判断准则。     

周期性边界条件下多孔介质方腔内自然对流换热数值研究

对充满多孔介质的倾斜方腔,在其上下壁面绝热、右侧壁面维持恒温To及左侧壁面温度基于To随时间按正弦规律变化的情况下,采用Brinkman扩展达西模型和SIMPLER算法对方腔内的自然对流与换热进行了非稳态数值模拟,方腔倾角α的范围为0°～90°,Pr数为1,Ra数为106.计算研究不同的振荡频率和方腔倾角对方腔内对流换热的影响.数值模拟结果表明:振荡频率f为60π,方腔倾角为43°时,方腔内的换热最强.     

斜偏心水平圆柱环形空间自然对流传热

一、前言 对偏心水平圆柱环形空间自然对流传热的系统研究仅有十年左右的历史。本文采用数值方法对斜偏心的情况,探索瑞利数、斜偏心率、直径比、偏心斜角等因素对自然对流传热的影响,并借助Mach-Zehnder光干涉仪进行实验研究。 二、数值分析 经过双极坐标变换,控制方程变为:     

倾斜多孔介质方腔内纳米流体自然对流的格子Boltzmann方法模拟

利用格子玻尔兹曼方法 (lattice Boltzmann method, LBM) 对倾斜多孔介质方腔内 Al₂O₃-H₂O 纳米流体的自然对流进行数值模拟, 考虑了孔隙率 (0.3 ≤?≤ 0.9)、瑞利数 (10³ ≤ Ra ≤ 10⁶)、纳米颗粒体积分数(0 ≤ ? ≤ 0.04) 和倾斜角 (0°≤γ≤ 120°) 等因素的影响, 研究了正弦温度分布边界条件下倾斜多孔介质方腔内纳米流体的自然对流传热机理. 结果表明: 若?和γ保持不变时, 随着 Ra 数的增大, 热壁面处的平均努塞尔数 (Nu_ave 数) 呈现出先减小后增大的趋势; 对于给定的 Ra 数, 当γ = 0°时, 随着孔隙率的增大, 热壁面处Nu_ave 数逐渐增大, 当γ = 40°, 80°和 120°时, Nuave 数在?= 0.7 左右时达到最大值; 若?和 Ra 数保持不变, 当γ = 40°时, 方腔内的自然对流换热效率最强, 当γ = 80°时热壁...     

竖直多孔介质同心套管内混合对流的研究

在简要综述研究现状的基础上，本文通过量级分析导出了影响竖直多孔介质同心套管内混合对流的无量纲参数，提出厂简化混合对流为受迫对流的判据，分析计算了非达西效应的影响，并与实验研究的结果进行了对比。／ＲｅｐａｎｄＨ／ｄｐ，ｗｈｉｃｈｇｏｖｅｒｎｔｈｅｍｉｘｅｄｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎｉｎａｖｅｒｔｉｃａｌａｎｎｕｌｕｓｆｉｌｌｅｄｗｉｔｈｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａ，ａｒｅｄｅｄｕｃｅｄｔｈｒｏｕｇｈｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄｔｈｅｃｒｉｔｅｒｉａｆｏｒｍｉｘｅｄｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎｉｓｅｓｔａｂｉｌｉｓｈｅｄｔｈｅｒｅｂｙ．Ｔｈｅｍｉｘｅｄｃａｌｃｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｆｏｒｄｅｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｎｏｎ－Ｄａｒｃｙｅｆｆｅｃｔｓａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｐｒｅｄｉｃｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓａｇｒｅｅｗｅｌｌｗｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａ；ｍｉｘｅｄｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ     

复杂多孔介质腔体内自然对流换热的数值研究

采用曲线坐标系下压力与速度耦合的SIMPLEC算法,数值研究复杂多孔介质腔体内的自然对流换热问题.腔体的曲面温度分别保持恒定,上下表面绝热.在曲线坐标系中用有限容积法离散方程,并采用Brinkman扩展达西模型及局部非热平衡模型求解,综合研究Rayleigh数,Darcy数、孔隙率等参数对腔体内自然对流换热的影响.计算结果表明:Rayleigh数和Darcy数的影响最大而孔隙率的影响很小,同时存在使得腔体内换热达到最强的最佳纵横比.     

流体在微多孔介质内对流换热实验研究

本文对空气流过烧结微多孔介质内部对流换热进行了实验研究,分析了不同颗粒直径下对流换热努谢尔特数随流量的变化.结果表明:当颗粒直径为200～40μm时,实验得到的对流换热努谢尔特数与已有研究结果符合很好;当颗粒直径为20μm和10 μm时,实验结果略小于已有研究结果,说明空气在微多孔介质中的对流换热需要考虑微尺度效应的影响.同时,根据实验结果给出了微多孔介质内对流换热努谢尔特数与雷诺数的经验关联式,并提出了考虑努森数的修正关联式.     

多孔介质方腔内混合对流格子Boltzmann模拟

采用格子Boltzmann方法,对多孔介质方腔内的混合对流现象进行研究.方腔内部中心有一发热圆,径宽比D/L=0.4,冷流体从方腔左下角入口流进,从方腔左上角出口流出,四周壁面绝热.在普朗特数Pr=0.71和格拉晓夫数Gr=1.4×10⁴时,分析理查德森数Ri和达西数Da对发热圆表面平均努赛尔数Nu的影响.结果表明：Ri数位于10^-3~10范围内,Nu随Ri的增大而减小.Da越大,Ri对Nu的影响越显著;Da数位于10^-5~10^-2范围内,强制对流占主导的情况下（Ri≤0.1）,Nu随着多孔介质的Da的增大而增大.自然对流占主导的情况下（Ri=10）,Nu对Da的变化不敏感.     

底部局部加热多孔介质自然对流传热的格子Boltzmann模拟

运用格子Boltzmann方法研究了底部局部加热多孔介质方腔的自然对流传热.方腔的上壁面为低温热源,下壁面为局部高温热源,左右壁面为绝热条件.重点分析了高温热源位置a及尺寸b对多孔介质方腔自然对流传热性能的影响,提出了平均Nusselt数Nu和位置a及尺寸b的拟合关系式.研究结果表明:高温热源位置及尺寸对多孔介质方腔内自然对流传热性质的影响很大,且存在最佳高温热源位置(a=4/16)和尺寸(b=0.75),以达到最强的对流换热强度(Nu_(max)≈10.35)和最大的对流换热量(Q_(max)≈5.69).     

偏心环形腔内冷水稳态自然对流的数值模拟

为了了解偏心环形腔内非Boussinesq流体自然对流换热的特有现象和规律,本文利用有限容积法对垂直偏心环形腔内的冷水自然对流进行了二维数值模拟,得到了半径比为1.5时不同密度倒置参数、偏心率和Rayleigh数下的流场和温度场,并对不同条件下的平均Nusselt数进行了比较和分析。结果表明:密度倒置参数对流型结构起着决定性的作用,偏心率和Rayleigh数对流场影响较小;相同条件下,当密度倒置参数在0.5附近时,平均Nusselt数最小。     

微细多孔介质中对流换热研究

本文对空气、氦气和二氧化碳流过微细多孔介质内部的对流换热进行了实验研究和数值模拟。实验段为烧结多孔介质,颗粒的平均直径为40～225μm,通过单吹法的实验方法进行瞬态实验,得到了多孔介质内部对流换热系数。数值模拟了气体流过微细多孔结构内部的对流换热的非稳态过程,得到多孔介质内部对流换热系数。数值结果与实验结果基本一致,并与已有结果基本吻合。