流经有热源多孔平板并伴有化学反应的传热传质混合对流MHD流动

对流经无限竖直多孔平板的不可压缩粘性导电流体,稳定的传热传质混合对流MHD流动问题,给出了精确解和数值解.假定均匀磁场横向作用于流动方向,考虑了感应磁场及其能量的粘性和磁性损耗.多孔平板有恒定的吸入速度并均匀地混入流动速度.用摄动技术和数值方法求解控制方程.得到了平板上速度场、温度场、感应磁场、表面摩擦力和传热率的分析表达式.相关参数取不同数值时,用图形表示出问题的数值结果.讨论了从平板到流体的Hartmann数、化学反应参数、磁场的Prandtl数,以及包括速度场、温度场、浓度场和感应磁场等其它参数的影响.可以发现,热源/汇或Eckert数的增大,极大地提高了流体的速度值.x-方向的感应磁场随着Hartmann数、磁场的Prandtl数、热源/汇和粘性耗散的增大而增大.但是,研究表明,随着破坏性化学反应(K0)的增大,流动速度、流体温度和感应磁场将减小.对色谱分析系统和材料加工的磁场控制,该研究在热离子反应堆模型、电磁感应、磁流体动力学传输现象中得到了应用.     

两种互不相溶流体在竖直的波状壁面和平行的平面壁面间作不稳定的混合对流传热

分析粘性、不可压缩、互不相溶流体,在竖直的波状壁面和光滑的平面壁间,传热传质混合对流的组合效应.得到无量纲控制方程的摄动解:0阶的均值部分和1阶的摄动部分.将所得到的1阶量,用小波长摄动级数展开,出现按指数阶分类的方程组.得到了0阶和1阶的解析表达式及其整体解,通过数值计算,用图形表明流体流动的显著特征以及传热特性.界面上应用适当的匹配条件,使分离的解相匹配.还针对控制参数的不同变化,分析了剪应力和Nusselt数的变化.发现Grashof数、粘性比、宽度比和导电率,对平行于流动方向的速度是有利的,对垂直于流动方向速度的影响正相反.     

放/吸热流体在两个充满多孔材料的竖直平行板之间作不稳定的自然对流

在一个由两块无限竖直平行板组成的管道中,充满着多孔的介质材料,使用Darcy模型(Brinkman模型的推广)的动量方程,连同能量方程,计算不可压缩、粘性、放/吸热流体在该管道中的不稳定自然对流,即Couette流动.流动是由于边界平板有不对称的加热,以及作加速运动所引起.选用合理的无量纲参数,对控制方程进行简化,通过Laplace变换进行解析求解,得到闭式的速度和温度分布曲线解,随后导出表面摩擦力和传热率.发现在竖直管道中的不同剖面,流体的流动及温度分布曲线随着时间而增加,且在运动平板附近更高.特别是,流体的速度和温度随着平板间距的增加而增加,但是,表面摩擦力和热传导率随着平板间距的增加而减小.     

热传导对流问题的自适应最小二乘Galerkin/Petrov混合有限元法

对热传导对流问题提出了自适应Galerkin/Petrov最小二乘混合有限元法．该算法对任何速度和压力有限元空间的组合是相容和稳定的(不需要满足Babuka-Brezzi稳定性条件)．利用Verfürth的一般理论,得到了热传导对流问题的残量型的后验误差估计．最后通过几个数值算例验证了方法的有效性．     

非Newton流体在多孔介质中沿竖直面作自由对流时应力屈服和Soret效应对其传热/传质的影响

对饱和的非Newton幂律流体,流经多孔介质中竖直平板时的自由对流,在出现应力屈服和Soret效应时,研究化学反映对传热/传质的影响.用相似变换,将边界层控制方程及其边界条件转换为无量纲的形式,然后通过有限差分法求解该方程.给出并讨论了浓度曲线,以及本问题各种参数值时的Nusselt数和Sherwood数.发现化学反应参数γ、化学反应级m、Soret数Sr、浮力比N、Lewis数Le及无量纲流变参数Ω对流场有着显著的影响.     

滑移垂直壁面驻点附近的混合对流边界层流动

就粘性不可压缩流体,研究垂直壁面的滑移,对壁面驻点附近稳定混合对流边界层流动的影响.假定表面温度和外部流动速度与到驻点的距离呈线性变化.首先,将偏微分的控制方程,转变为常微分方程组,然后应用打靶法进行数值求解.对不同数值的控制参数,按分顺流和逆流两种情况,分析和讨论了流动特性和热传导特征.结果表明,逆流时,在浮力参数的某一范围内出现双解;顺流时,解是唯一的.一般而言,速度滑移导致壁面热传导率增大,而热滑移使之减小.     

粘滑混合边界条件下平面边界前的Stokes流动

对具有粘滑混合边界条件的平面边界,建立一个Stokes流动的一般性定理,利用双调和函数A与调和函数B,表示了3维Stokes流动的速度场和压力场.关于无滑动平面边界前Stokes流动的早期定理,成为该一般性定理的一个特例.进一步地,从一般性定理导出了一个推论,根据该Stokes流函数,给出了粘滑边界条件时刚性平面轴对称Stokes流动问题的解,得到了流体作用在边界上的牵引力和扭矩公式.给出了一个说明性的例子.     

Resonant Penetrative Convection with an Internal Heat Source/Sink

We develop a detailed linear instability and nonlinear stability analysis for the situation of convection in a horizontal plane layer of fluid when there is a heat sink/source which is linear in the vertical coordinate which is in the opposite direction to gravity. This can give rise to a scenario where the layer effectively splits into three sublayers. In the lowest one the fluid has a tendency to be convectively unstable while in the intermediate layer it will be gravitationally stable. In the top layer there is again the possibility for the layer to be unstable. This results in a problem where convection may initiate in either the lowest layer, the upmost layer, or perhaps in both sublayers simultaneously. In the last case there is the possibility of resonance between the upmost and lowest layers. In all cases penetrative convection may occur where convective movement in one layer induces motion in an adjacent sublayer. In certain cases the critical Rayleigh number for thermal convection may display a very rapid increase which is much greater than normal. Such behaviour may have application in energy research such as in thermal insulation.     

The Mixed Convection Flow past a Horizontal Plate in a Channel: Wake - Potential Flow Interaction

The mixed convection flow past a horizontal plate in a horizontal channel in a distinguished limit of large Reynolds and Grashof numbers is considered. An interaction problem between the wake and the potential flow is formulated and analyzed. It turns out that stationary solutions exist only if a suitable defined interaction parameter is below a critical value. (© 2011 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Local Artificial Boundary Conditions for the Incompressible Viscous Flow in a Slip Channel

1.IntroductionManyboundaxyvaJueproblemsofpartialdiffereotialequationsinvo1vingunboundeddomainoccurinmanyareasofapplications,e-g.lfluidflowaroundobstacles,couplingofstructureswithfoundationandsoon.Forgettingthenumericalsolutionsoftheproblemsonunboundeddomian,anaturalapproachistocutoffanunboundedpartofthedomainbyintroducinganartificialboundaryandsetupanaPpropriatear-tificialboundaryconditiononthearti%ialboundaryThentheoriginalproblemisapproximatedbyaproblemonbou.d.dfdomain.Inthelastteny6aJrs,b…     

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.