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李潘欣;李本文;陈璐;冷雪原;罗晓红;于，杨;张景奎

不可压缩流体圆柱内层流Rayleigh-Bénard对流的三维DNS。 （英语） Zbl 07843026号

下巴。《物理学杂志》。，台北 79, 374-394 (2022).
摘要：针对不可压缩流体流动，对Gamma=1和2，Pr=1圆柱内三维层流Rayleigh-Bénard（RB）对流进行了数值研究。对于原控制方程，由于无量纲变量的定义不同，给出了两组无量纲形式。从理论上推导了这两个集合之间的关系，并进行了数值验证。为了求解这两组无量纲控制方程（第一组和第二组），发展了切比雪夫-傅里叶配置谱法（CSM）进行空间离散。对于速度和压力的解耦，采用了两种方法，即改进投影法（IPS）和人工压缩法（ACM），并对Gamma=1时的（2×10^3×10^4）进行了比较。然后，针对方程组（集合I和集合II）和方法（IPS和ACM）的组合，设计了四种组码，并进行了比较。结果表明：四种编码均能以2%的不确定性捕获第一临界瑞利数；对于流型，在第一个临界瑞利数之后，对于相同的集合（集合I或集合II）但不同的方法，随机出现两个相反的流型；建立了努塞尔数和瑞利数之间的四个传热关联式，它们之间的相对误差在5%以内；无量纲控制方程组II可以提供比组I剂量更高的精度，IPS可以提供比ACM剂量更高效率。然后，利用集合II和IPS的合成进一步研究了在（Gamma=1）和（Gamma=2）时的RB对流。结果表明，对于（Gamma=1）和2，流型是完全对称的。增加\（\Gamma\）可以在固定的\（Ra\）数下增强传热。此外，还给出了在（Gamma=1）和2的指定Ra数范围内Nusselt数和Ra数之间的相关性。

引用于1文件

MSC公司：

7.6亿 流体力学基本方法
76天xx 不可压缩粘性流体
6500万 偏微分方程、初值和含时初边值问题的数值方法

关键词：

直接数值模拟;配置谱法;Rayleigh-Bénard对流;改进的投影方案;人工压缩法

软件：

Matlab公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit｛P.-X.Li｝等人，中国。《物理学杂志》。，台北79，374--394（2022；Zbl 07843026）
全文： 内政部

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