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由于底壁温度和浓度不均匀,各向异性多孔封闭体内的热-固自然对流。 (英语) Zbl 1488.65508号

摘要:本文总结了各向异性多孔介质填充方形空腔中热溶质自然对流的数值研究。空腔的侧壁保持恒定的温度和浓度,而底壁是非均匀(正弦)温度和浓度的函数。考虑非达西-布林克曼模型。采用涡量流函数方法,采用谱元法对控制方程进行了数值求解。本研究的控制参数为达西数(Da)、热源强度,即热瑞利数(Ra)、渗透率(K^ast)、方位角(phi)。重点是了解各向异性参数对平均传热速率(底部,(Nu_b),侧面,(Nu_s))和质量传递(底部,Sh_b,侧面,Sh_s),以及流线,等温线和等浓度的影响。数值结果表明,无论K值是多少,在(10^{-7})、(Ra=2乘以10^5)和(varphi=45^circ)条件下,传热传质速率可以忽略不计。然而,当\(Da)介于\(10^{-5})到\(10^{-4})之间时,对努塞尔数和舍伍德数会产生显著影响。最大底部传热传质速率(Nu_b,Su_b)在\(varphi=45^\circ\)时达到,当\(K^\ast=0.5\)和2.0时。此外,对于所有的K值,随着瑞利数(Ra)的增加,传热和传质速率都会增加。总的来说,从上述研究中得出的结论是,由于各向异性渗透率,流动动力学变得复杂。

MSC公司:

65M70型 偏微分方程初值和初边值问题的谱、配置及相关方法
65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
2006年6月65日 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
65号35 偏微分方程边值问题的谱、配置及相关方法
65纳米30 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
76兰特 自由对流
76S05号 多孔介质中的流动;过滤;渗流
76平方米 谱方法在流体力学问题中的应用
76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用
35问题35 与流体力学相关的PDE
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 在[0•,90•]和[90•,180•]域中,平均底部和侧面传热和传质速率分别与线=45•和=135•对称。此外,达到了最大的底部传热和传质速率(Nu b,Su b)
[2] 对于所有K*值,随着瑞利数(Ra)的增加,传热和传质速率都会增加。
[3] 研究表明,各向异性渗透率和渗透率方向角对渗流的影响是复杂的。
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