温度调制下粘弹性流体Rayleigh-B（?）nard对流的稳定性研究

发布时间：2021-12-30 23:45

　　对流的稳定性问题因其在自然界和生活生产上的普遍应用而受到众多研究者的关注,其中浮力驱动的热对流问题是目前受到最大重视的一个领域。流体层中的温度梯度引起流体微团密度变化,从而受到浮力作用产生对流,这是Rayleigh-Benard对流发生的原理,而当温度梯度在流体层中分布不均时热对流的稳定性问题是本文研究的重点。文中分别对粘弹性流体饱和的多孔介质层在温度调制作用下对流稳定性和纯流体层在外部电场和温度调制双重作用下的电热对流稳定性展开分析。第一部分研究中考虑多孔层中流体的低速渗透采用Darcy-Brinkman对流模型,在上下边界施以瞬变的加热或冷却使流体层内温度梯度保持不均。通过伽辽金法将多孔层中流体的速度场和温度场转换为时变系数的常微分方程,并求解出时变系数以表示流场随时间变化情况。以无量纲量瑞利数作为确定对流发生条件和稳态对流的失稳条件的控制参数,研究对流稳定性在有无温度调制下的不同。结果表明,粘弹性流体的静止解失稳形态存在向稳定对流解的转换与振荡解过渡两种方式,由流体的粘弹性参数决定。在温度调制的影响下静止解的稳定性变化不大,对流解的稳定性降低,混沌现象出现时的瑞利数变小。在取不同... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１粘弹性流体饱和的多孔介质层??Ｆｉｇ．２－１?Ａ?ｖｉｓｃｏｅｌａｓｔｉｃ?ｆｌｕｉｄ－ｓａｔｕｒａｔｅｄ?ｐｏｒｏｕｓ?ｌａｙｅｒ．??

图２－１７到２－１９

?取上边界温度条件中的初相位０的值为０，则在对上下边界分别进行周期的温度??波动的同时其温度差始终保持不变。??为研究电瑞利数对任意频率的温度调制下产生的修正热瑞利数的影响，取普??朗特数／Ｖ为５，无量纲化应力松弛时间ｒ为０．８，应变延迟时间与应力松弛时间之??比Ａ取０．２，对电瑞利数＿Ｒｅ取值２５０、５００、７５０和１０００，分别计算取不同值时对??应的无调制系统临界热瑞利数极）和临界波数ａｃ，并以ｉ？２ｃ－ｗ函数图像的形式表示??出临界修正热瑞利数值随温度调制频率的变化情况，如图３－２所示。随着电瑞利??数的增大，无温度调制系统的临界热瑞利数逐渐变小，表示系统稳定性变差，系??统中对流开始所需的温度差变小，而临界波数却呈变大趋势，电瑞利数越大对流??波长越小，旋涡间距也越校??根据热瑞利数的定义，当热瑞利数为正数时温度差为正，表示对系统底部??加热、顶部冷却时的稳定性情况，而热瑞利数为负数时则表示底部加热、顶部冷??｜￥?＇?１?＇?一＂＂＂＂一．．??－Ｉ??－２０００－?Ｉ＇，?＼?／，，?＜？＝０，?Ｐｒ＝５．?ｒ＝０．８，?Ａ＝０．２??屬「／／?（ａ，Ｒ－２５０．Ｒ〇＝５７〇，７２３，ａｃ＝，３６８７８??／?／?（ｂ）Ｒｅ＝５００，?Ｒ〇＝４７６．２１１２，ａｃ＝２．５２４８３????－３０００－?＇?＼?／?／?（ｃ）Ｒｅ＝７５０，?Ｒｎ＝３７４．４２５０．?ａ?＝２．６８２２０?Ｒ?＝２５０??－３５００?－?＼?＂?／?（ｄ）Ｒｅ＝１０００，?Ｒ〇＝２６５．５７８２，ａｃ＝２．８３４６?－－－?Ｒｅ＝７５〇?－??＼?／?ｂ：Ｒｅ＝ｉ〇〇〇??－４０００?ｈ?＼?／?一??


本文编号：3559197