圓柱腔內(nèi)rayleighb233;nard對流型態(tài)多樣性及流型演變的三維數(shù)值模擬

1、重慶大學碩士學位論文圓柱腔內(nèi)Rayleigh--Bénard對流型態(tài)多樣性及流型演變的三維數(shù)值模擬姓名：歐陽玉清申請學位級別：碩士專業(yè)：動力工程及工程熱物理指導教師：李友榮20120527重慶大學碩士學位論文 英文摘要A B S T R A C TR a y l e i 曲一B 6 n a r dc o n V e c t i o nd r i V e nb yt h eb u o y a n c yi nt h ec o n

2、 f i n e dc a v i t yh e a t e d舶m b e l o wh a sr e c e i V e dc o n s i d e r a b l e a t t e n t i o nn o to n l yf o r i t s a p p l i c a t i o n si nm a n ye n 百n e 謝n g a n d s c i e n c e f i e l d s ，b u t a l s

3、 o f o r i t s 向n d 鋤e n t a l a s p e c t s a s t h e r i c hd y l l 鋤i c a lb e h a V i o r a I l d m ec o m p l e xp a t t e m f o H I l a t i o n d e t e m l i n e db yt h e n o n l i n e a re f I ’e c to ft h es y S

4、 t e m ．A tp r e s e n t ，t h er e s e a r c ha c t i V i t i e s o f R a y l e i 曲一B 6 n a r dc o n v e c t i o na r e m a i n l y f o r c u s e do n t h eB o u s s i n e s qn u i d ，w h o s e d e n s i t yc h a I l g e

5、 sa sa 1 i n e a r 如n c t i o no f t e m p e r a t u r e ．H o w e V e r ，t h e r ea r eo n l ya f ．e w s t u d y sa b o u tt h ew a t e rn e a ri t s d e n s i t ym a X i m u mi n c y l i n d e r c a l c o n t a i n e rh

6、 e a t e d 6 D mb e l o w ， e s p e c i a l l y f o r m ep a t t e mf o m a t i o ni nm i sc o n f i g u r a t i o n ．T h i sp a p e rc o n d u c t e d at 1 1 r e e - d i m e n s i o n a ln u I n e r i c a ls i m u l a t

7、 i o nt os t u d y t h e s t e a d ys t a t e s m u l t i p l i c i t ya 1 1 dn o n —l i n e a rf l o we v o l u t i o no ft h eB o u s s i n e s q n u i l d a n d c o l d w a t e r i n c y l i n d r i c a l R a y l e i

8、g h —B 6 n a r d c o n v e c t i o n ，r e s p e c t i V e l y - T h e P r a J l d t l n u 瑚【b e ro f m eB o u s s i l l e s q n u i d i s 7 ，a 1 1 d f o rc 0 1 d w a t e rP r 2 1 1 ．5 7 ．T h eg o V e m i n g e q u a t i

9、o n s a r es 0 1 v e d b ya f i n i t ev o l u m e m e t h o d a I l dt h ee f k c to fi n i t i a l c o n d i t i o n a 1 1 d c o n t r o lp a r 鋤e t e ra r et a k e n i n t oa c c o u n t ．F o rm eB o u s s i n e s qf

10、l u i d ，w eo b t a i n e da r i c hV a r i e t yo f c o n V e c t i o np a t t e m s ，s u c h a ss i n g l e —r 0 1 l ，撕。一r o U a I l da X i s y n 蛐e t r i cp a t t e m ，w ea l s od e t e m i n e dt h es t a b i l i t y

11、r a J l g eo fa l l t h es t e a d y p a t t e m sw e o b t a i n e da I l dt h eb i 如r c a t es e q u e n c eo f d i 虢r e n tn o w s t a t e s ．F o rm e c o l dw a t e r ’w es u c c e s s 如1 1 y o b s e r v e dm a l l y

12、s t a b l es t e a d yc o n V e c t i o np a t t e m su n d e rd i f f e r e n td e n s i t yi n V e r s i o n p a r 鋤e t e r s ．W e a l s o o b s e Ⅳe d t h eh y s t e r e s i s p h e n o m e n o n i n c o l d w a t e r

13、c o n v e c t i o n ．n i s f o u n dt h a t ，t h ec o e x i s t i n gp h e n o m e n o n o f m u l t i p l es t e a d yn o w s t a t e si nt h es 鋤eR a y l e i 曲n u m b e ri s o b s e r v e db o t hi nt h eB o u s s i n

14、e s qn u i d a I l dc o l dw a t e r ．O u rr e s e a r 6 h d e m o n s t r a t e st h a t t h e n o w i n i t i a l c o n d i t i o nh a s as i g n i f i c a l l t e f I ’e c t o nm ep a t t e mf b m a t i o na I l d e V

15、 o l u t i o n ，u n d e r d i f I ’e r e n t i n i t i a l c o n d i t i o n ，m e f i n a l b i n Ⅱc a t es e q u e n c ea l s oi s d i 任- e r e n t ．T h ed e n s i t yi n V e r s i o np a r a m e t e r ( 現(xiàn)h a s a 伊e a t

16、i n n u e n c eo nm ec o l dw a t e rR a y l e i 曲一B 6 n a r dc o n V e c t i o n ．F o rs m a l l 國”，t l l en o w s t m c t u r ei nc o l dw a t e r i s s i m i l a rw i t h m e n o w s t a t ei nm e B o u s s i n e s qn

17、 u i d s ，m e ya r ea Ue x h i b i tm e b i gc o n V e c t i o nr 0 1 1 ．H o w e V e r ，f o r m e1 a 唱e r 砩，t h en o w p a t t e mm a i n l ys h o w ss e v e r a ls 印a r a t e l y u p —n o w s ，e s p e c i a l l y f o r

18、E ‰> 0 ．5 ，t h e i r a l s o o b s e r v e d t h e s t a t i f i e d n o wp h e n o m e n o n ．T h e r e s u l t sa l s os h o wm a tm e a s p e c t r a t i o o f m e c y l i n d e rh a s a ni m p o r t a I l ti n f l