過(guò)渡流態(tài)方腔自然對(duì)流傳熱穩(wěn)定性分析.pdf

1、過(guò)渡流態(tài)流動(dòng)換熱普遍存在于實(shí)際的傳熱過(guò)程中，如航空航天系統(tǒng)的換熱器，高壓交流電系統(tǒng)換熱，甚至血液流經(jīng)大動(dòng)脈有時(shí)也是過(guò)渡流態(tài)。過(guò)渡流態(tài)范圍相對(duì)而言比較窄，流動(dòng)及換熱具有較強(qiáng)的不穩(wěn)定性，尾流會(huì)出現(xiàn)周期性的振蕩，振幅和頻率的不斷變化對(duì)流動(dòng)換熱特性具有很大影響?，F(xiàn)階段對(duì)于過(guò)渡流的研究，大部分集中在對(duì)其渦結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特征上，而對(duì)于過(guò)渡流態(tài)下的流動(dòng)換熱問(wèn)題還缺乏系統(tǒng)的研究。對(duì)于參與性介質(zhì)過(guò)渡流態(tài)下的對(duì)流-輻射耦合傳熱問(wèn)題還鮮有相關(guān)的研究。
　

2、　本文分別采用多松弛格子Boltzmann方法（MRT-LBM）和格子Boltzmann無(wú)網(wǎng)格多尺度混合算法（LB-DCM）對(duì)過(guò)渡流態(tài)自然對(duì)流傳熱以及過(guò)渡流態(tài)對(duì)流-輻射耦合傳熱的穩(wěn)定性問(wèn)題進(jìn)行了數(shù)值研究。詳細(xì)探討了瑞利數(shù)Ra、普朗特?cái)?shù)Pr、特征幾何參數(shù)A以及內(nèi)熱源位置對(duì)自然對(duì)流傳熱穩(wěn)定性的影響，并給出了不同條件下過(guò)渡流區(qū)域的變化圖。同時(shí)，分析了特殊條件下系統(tǒng)的靜態(tài)分岔和動(dòng)態(tài)分岔現(xiàn)象，及其對(duì)過(guò)渡流態(tài)對(duì)流換熱穩(wěn)定性的影響。給出了過(guò)渡區(qū)域的臨

3、界普朗特?cái)?shù)Prc曲線圖以及系統(tǒng)發(fā)生叉型分岔的臨界瑞利數(shù)Rac。當(dāng)PrRac時(shí)，系統(tǒng)將存在兩個(gè)穩(wěn)定的耗散結(jié)構(gòu)，且在相應(yīng)的過(guò)渡區(qū)域內(nèi)存在不同的換熱過(guò)程。最后，對(duì)過(guò)渡流態(tài)對(duì)流-輻射耦合傳熱過(guò)程的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，重點(diǎn)研究了對(duì)流輻射參數(shù)Rc以及光學(xué)厚度τ對(duì)其的影響。結(jié)果表明，輻射效應(yīng)使得過(guò)渡區(qū)域增大，系統(tǒng)更易處于周期性的振蕩狀態(tài)，同時(shí)使得換熱強(qiáng)度