论文摘要
在Rayleigh-Bénard（RB）热对流中,表征整体传热效率的Nusselt（Nu）数与无量纲温差Rayleigh（Ra）数之间的标度律关系一直是研究的重点。由于RB腔中丰富的动量结构与传热结构存在不同形式的耦合,不同区域中不同运动传热机制的主导平衡不同,导致了腔体内部不均匀的壁面热流分布。此前,Lohse等研究者基于大尺度环流（LSC）与壁面的相互作用,把RB热对流腔分为影响区（impacting region）,风剪切区（wind-shearing region）和羽流发射区（ejecting region）,并发现了不同区域不同的标度律特性[1,2]。在此,本研究进行了三维窄方腔的RB热对流DNS计算,Ra=108～5×109, Pr=0.7,展向宽度为1/6。[3,4]本数值模拟同样发现了以上三类区域。研究发现,在于风剪切区,传热机理是由于LSC引导的羽流斜向冲击壁面的冲击射流以及沿流向发展的壁面射流边界层主导。本研究基于斜射流模型[5],给出了RB热对流中风剪切区的Nu数的沿壁面分布。由斜射流引起的流向壁面Nu数分布为Nuloc=Numaxexp(-B(x-xrea)/Lsh),其中xrea是附着点坐标,Lsh为剪切区长度。通过量纲分析,我们给出Numax～Re1/2（r/L）-1/2～Ra0.2925,其中Re是LSC的雷诺数, r是角涡尺度。该标度律与整体Nu数标度律Nu～Ra0.294相近。以上结果表明,在现有Ra数情况下,湍流斜射流主导了湍流RB热对流壁面换热的空间分布。
论文目录
文章来源
类型: 国内会议
作者: 周文丰,陈军,佘振苏
关键词: 热对流,湍流热对流,斜射流,数分布
来源: 中国力学大会（CCTAM 2019） 2019-08-25
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑
专业: 力学,动力工程
单位: 湍流与复杂系统国家重点实验室北京大学工学院
分类号: O35;TK124
页码: 2917-2926
总页数: 10
文件大小: 1324k
下载量: 42
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