【摘 要】
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Rayleigh-Benard对流现象是自然中常见的一种热对流现象。是指在一个封闭的腔体内,其上表面温度恒定,下表面加热,从而形成温度差导致腔体内流体运动的流动现象。Rayleigh-Ben
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Rayleigh-Benard对流现象是自然中常见的一种热对流现象。是指在一个封闭的腔体内,其上表面温度恒定,下表面加热,从而形成温度差导致腔体内流体运动的流动现象。Rayleigh-Benard模型是研究对流稳定性,时空结构和非线性特性的典型模型之一。目前通过大量的物理模型实验和数值模拟方面的研究,人们对Rayleigh-Benard对流已经有了一定程度的认识和理解。从而发现了工程中存在的一些Rayleigh-Benard对流现象并逐步将Rayleigh-Benard对流原理应用到工程中,使得Rayleigh-Benard对流原理得到越来越广泛的应用。本文通过流体力学基本方程组的二维数值模拟,使用SIMPLE算法来模拟矩形腔体内二成份混合流体Rayleigh-Benard对流运动。论文通过变化控制参数—瑞利数Ra计算了大长高比Γ=30,分离比ψ=-0.60、-0.40、-0.20下的矩形腔体中出现的对流斑图,观察到了局部行进波、有缺陷的局部行进波、双局部行进波、有缺陷的行进波、行进波、对传行进波、摆动行进波及定常对流。分析了这些行进波的流速场、温度场、浓度场,根据各种场的结构及特性,研究对流斑图结构及其非线性特性;通过比较不同分离比下出现的同种行进波状态,探讨了各种行进波的存在区间、时空结构及其稳定性等;利用对流特性参数的分析总结了斑图状态对分离比的依赖性。
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