周小明
,
黄护林
工程热物理学报
三维数值研究了零重力时水平温度梯度作用下,B2O3封闭液与InP熔液组成的双层流体系统在水平磁场作用下的热毛细对流.结果显示,当磁场强度较小时,上层流体中对流涡的结构变化其微,而下层流体中的逆对流涡得到了抑制;随着磁场的增强,温度场分布逐渐趋于均匀,涡量强度逐渐减小,表明热毛细对流强度逐步地得到削弱.当磁场增强列Bx=0.4 T时,上层流体中的对流涡较均匀地充满上层流体区,而下层流体中对流涡紧贴着交界面.
关键词:
磁场
,
热毛细对流
,
双层流体系统
,
对流涡
,
水平温度梯度
周小明
,
淮秀兰
工程热物理学报
采用二维轴对称模型数值研究了液桥耦合热-溶质毛细对流流动特性,自由表面变形使用Level set方法进行捕获,分析了热Marangoni数与溶质Marangoni数比值(Rσ)对流场及自由表面变形的影响.结果显示,当Rσ＜-1,流场由一个顺时针对流组成,自由表面在底部凸起,而在上部凹陷,且随着Rσ减小自由表面变形幅度增大.当Rσ=-1时,流场由两个反向旋转的对流涡组成,自由表面的变形幅度较小.当Rσ＞--1时,流场由一个逆时针旋转的对流涡组成,自由表面在上部凸起而在下部凹陷,随着Rσ增大自由表面变形幅度增大.
关键词:
液桥
,
热-溶质毛细对流
,
自由表面
,
Level set方法
周小明
,
黄护林
工程热物理学报
假设双层流体的交界面不发生变形,热毛细力作用于此交界面,三维数值研究了大尺度环形液池中双层流体系统在内外壁面温差加热下的热毛细对流不稳定性,其中外壁面维持高温,内壁面维持低温。计算结果显示,上下层流体的流动特性受Marangoni效应和浮力效应的影响;热毛细对流的振荡产生于内壁面附近,并沿着温度梯度的方向传播;随着温差的增大,热毛细对流的振荡逐渐增强,温度振荡波数增大。
关键词:
热毛细对流
,
双层流体
,
大尺度
,
环形液池
,
数值模拟
周小明
,
黄护林
,
蔡亮
工程热物理学报
基于Level Set方法建立了双层流体热毛细对流的数学模型,通过变密度二阶投影法求解控制方程,C-N隐式技术用于扩散项更新,三阶龙格库塔技术用于对流项的更新,采用连续表面张力模型(CSF)模拟Marangoni效应.三维数值模拟了微重力环境下双层流体系统中交界面变形的热毛细对流,结果显示,在.Marangoni效应的作用下,交界面在热端凸起,在冷端凹陷;随着Marangoni数增大,双层流体交界面的变形率随之增大,对流强度也随之增大;交界面与壁面的接触条件会影响热毛细对流的流场和温度场.
关键词:
Level Set方法
,
热毛细对流
,
双层流体
,
界面变形
,
数值模拟
周小明
,
淮秀兰
,
黄护林
工程热物理学报
三维数值研究了环形液池内双层流体热毛细-浮力对流的流动特性,考察了液池深径比对流动的影响,其中外壁面维持高温,内壁面维持低温.结果显示,上、下层流体热毛细-浮力对流的流动结构依赖于液池深径比的大小,其内在机制是由浮力和热毛细对流相对强度所决定;随着深径比的减小,热毛细-浮力对流不稳定性的周向温度波数先增大后减小,存在发生流动不稳定性的最佳深径比;热毛细对流的振荡周期随着深径比的减小逐渐减小,而周向速度平均扰动幅度逐渐增大.
关键词:
环形液池
,
热毛细浮力对流
,
深径比
,
双层流体
,
数值模拟
