周小明
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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
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
李翰明
,
石万元
,
周涛
,
王瑜
工程热物理学报
为了了解水平温度梯度作用下双层流体内热毛细对流的特征,实验观察了环形池内由1cSt硅油和氟化液FC-40组成的双层流体内热毛细对流失稳后的不稳定现象.实验表明,随着上层或下层流体厚度的增加,流动稳定性减弱.当上层厚度为1.5 mm时,内外环间温差超过临界温差后在外环区域产生三维稳态的直条纹、并在内环区域产生热流体波,波纹产生于上层流体.当上层流体厚度为2mm时,液层内三维稳态直条纹占主导.环形池旋转使稳态条纹变为弯曲波纹,并且液层内只有一组传播方向与环形池的旋转方向相反的热流体波.
关键词:
双层流体
,
热毛细对流
,
热流体波
李友荣
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张文杰
,
王双成
工程热物理学报
为了了解环形双层液体内热毛细对流的基本特征,利用有限容积法进行了数值模拟,液池外壁被加热,内壁被冷却,液封流体为氧化硼,熔体为砷化镓,其宽深比为4.模拟结果表明,液封能极大地抑制熔体内流动,使其速度降低约两个数量级;浮力会削弱液封层内的流动,强化熔体内流动.
关键词:
热毛细对流
,
数值模拟
,
双层流体
