×

湍流Rayleigh-Bénard对流边界层中规定的压力梯度和浮力的组合效应。 (英语) 兹比尔1408.76285

概述:速度场和温度场的边界层对于湍流Rayleigh-Bénard对流中的热量和动量传输至关重要。在这里,我们通过扩展二维稳态Falkner-Skan模型,研究了规定压力梯度和浮力对边界层流动的联合影响。所得到的模型将速度场的演变与温度场的演变耦合起来,用于与封闭圆柱形单元内完全湍流Rayleigh-Bénard对流中等温底板附近的动力学进行比较。对得到的边界层方程组进行了数值求解,并将结果与瑞利数(mathrm{Ra}=3乘以10^9)、普朗特尔数(mathrm{Pr}=0.7)和(mathrm{Pr{}=7)下的直接数值模拟数据进行了比较。附加浮力效应改善了与两个普朗特尔数中较低值的数据的一致性。然而,对于较大的普朗特数来说,改进仍然很小。在后一种情况下,模拟数据显示大尺度环流的一致性和强度要弱得多。压力梯度是由底部较冷流体的局部冲击产生的,而不是由填充整个对流池的相干循环产生的。

MSC公司:

76F35型 对流湍流
76兰特 自由对流
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Ahlers,G。;格罗斯曼,S。;Lohse,D.,湍流Rayleigh-Bénard对流中的传热和大尺度动力学,现代物理学评论。,81, 503-537, (2009)
[2] Chillá,F。;舒马赫,J.,《湍流Rayleigh-Bénard对流的新观点》,《欧洲物理学》。J.E,35,58,(2012)
[3] 史蒂文斯,R.J.A.M。;Verzicco,R。;Lohse,D.,湍流Rayleigh-Bénard对流中的径向边界层结构和Nusselt数,《流体力学杂志》。,643, 495-507, (2010) ·Zbl 1189.76286号
[4] 瓦格纳,S。;O.Shishkina。;Wagner,C.,圆柱形Rayleigh-Bénard单元中的边界层和风,J.流体力学。,697, 336-366, (2012) ·Zbl 1250.76114号
[5] 施,N。;埃姆兰,M.S。;舒马赫,J.,湍流Rayleigh-Bénard对流中的边界层结构,J.流体力学。,706, 5-33, (2012) ·Zbl 1275.76135号
[6] 谢尔,J.D。;Kim,E。;White,K.R.,湍流Rayleigh-Bénard对流中的热边界层和粘性边界层,流体力学杂志。,711281-305(2012年)·Zbl 1275.76143号
[7] 杜普伊茨,R。;李,L。;Resagk,C。;论文,A。;Willert,C.,空气中高瑞利数对流的湍流边界层,物理学。修订稿。,112, (2014)
[8] Schlichting,H。;Gersten,K.,边界层理论,(2000),Springer·Zbl 0940.76003号
[9] 麻雀,E.M。;Minkowycz,W.J.,水平边界层流动和传热的浮力效应,国际传热杂志,5,505-511,(1962)
[10] 格罗斯曼,S。;Lohse,D.,《热对流中的尺度:统一观点》,J.流体力学。,407, 27-56, (2000) ·Zbl 0972.76045号
[11] Stewartson,K.,关于水平板的自由对流,Z.Angew。数学。物理。,9a,276-282,(1958)·Zbl 0082.39801号
[12] 罗特姆,Z。;Claassen,L.,无侧限水平面上方的自然对流,J.流体力学。,39, 173-192, (1969) ·Zbl 0184.52803号
[13] Gunasegarane,G.S。;Puthenveettil,B.A.,湍流对流中水平表面线羽动力学,流体力学杂志。,749, 37-78, (2014)
[14] Hieber,C.A.,受热水平面上方的混合对流,《国际热质传递杂志》,16769-785,(1973)·Zbl 0255.76097号
[15] 福克纳,V.M。;Skan,S.W.,边界层方程的一些近似解,Phil.Mag.,12865-896,(1931)·兹比尔0003.17401
[16] 希什基娜,O。;霍恩,S。;Wagner,S.,Rayleigh-Bénard对流中的Falkner-Skan边界层近似,J.流体力学。,730, 442-463, (2013) ·Zbl 1291.76300号
[17] O.Shishkina。;O.瓦格纳。;Horn,S.,湍流热对流中风和等温表面之间的角度对边界层结构的影响,Phys。E版,89,(2014年)
[18] Verzicco,R。;Camussi,R.,细长圆柱形细胞内强湍流热对流的数值实验,J.流体力学。,477, 19-49, (2003) ·Zbl 1063.76572号
[19] Verzicco,R。;Orlandi,P.,柱坐标下三维不可压缩流动的有限差分格式,J.Compute。物理。,123, 402-414, (1996) ·Zbl 0849.76055号
[20] Bailon古巴,J。;埃姆兰,M.S。;舒马赫,J.,湍流对流中传热和大规模流动的纵横比依赖性,J.流体力学。,655, 152-173, (2010) ·Zbl 1197.76062号
[21] Pohlhausen,E.,Der Wärmeaustausch zwischen festen Körpern und flüssigkeiten mit kleiner reibung und kleier Wármeleitung,ZAMM Z.Angew。数学。机械。,1, 115-121, (1921)
[22] 谢尔,J.D。;舒马赫,J.,湍流Rayleigh-Bénard对流中的局部边界层尺度,J.流体力学。,758, 344-373, (2014)
[23] O.Shishkina。;霍恩,S。;瓦格纳,S。;Ching,E.S.C.,湍流Rayleigh-Bénard对流的热边界层方程,物理学。修订稿。,114, (2015)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。