×

非均匀边界条件下湍流热对流混合的时间演化和标度。 (英语) Zbl 1488.65535号

摘要:采用格子Boltzmann方法(LBM)对非均匀边界条件下的二维湍流热对流进行了数值模拟。本研究主要评估全球量和小尺度湍流特性的时间演化和标度行为。研究结果表明,湍流区的流动以大尺度结构为主。蘑菇羽出现在每个热源的两端,较小的羽越来越多地升起。结果表明,底部边界层的均方根垂直速度梯度和均方根温度梯度随着时间的推移而减小。进一步观察到,Kolmogorov尺度的时间演化、动能耗散率和热耗散率与理论预测吻合良好。还观察到速度和温度涨落的二阶结构函数以及速度-温度混合结构函数中存在一个线性标度范围。

MSC公司:

65亿75 涉及偏微分方程的初值和初边值问题的概率方法、粒子方法等
76米28 粒子法和晶格气体法
76P05号机组 稀薄气体流动,流体力学中的玻尔兹曼方程
76F35型 对流湍流
80甲19 扩散和对流传热传质、热流
82C40型 含时统计力学中的气体动力学理论
20年第35季度 玻尔兹曼方程
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] D.L.HARTMANN、L.A.MOY和Q.FU,热带对流和大气层顶部的能量平衡,J.Clim。,14(2011年),第4495-4511页。
[2] J.MARSHALL和F.SCHOTT,《海洋外对流:观测、理论和模型》,地球物理学评论。,37(1999),第1-64页。
[3] P.CARDIN和P.OLSON,快速旋转球壳中的混沌热对流:外核流动的后果,物理学。地球行星。埋。,82(1994),第235-259页。
[4] D.LOHSE和K.Q.XIA,湍流Rayleigh-Bénard对流的小尺度特性,年。Rev.流体。机械。,42(2010年),第335-364页·兹比尔1345.76038
[5] F.CHILLA和J.SCHUMACHER,湍流Rayleigh-Bénard对流的新观点,《欧洲物理学》。J.E,35(2012),第58-82页。
[6] G.AHLERS、S.GROSSMANN和D.LOHSE,湍流Rayleigh-Bénard对流中的传热和大尺度动力学,修订版。物理。,81(2009年),第503-537页。
[7] J.C.BAILON、M.S.EMRAN和J.SCHUMACHER,湍流对流中传热和大规模流动的纵横比依赖性,流体力学杂志。,655(2010),第152-173页·Zbl 1197.76062号
[8] L.BIFERALE,湍流中耗散尺度波动的注记,物理学。《流体》,20(2008),第031703-031709页·Zbl 1182.76064号
[9] F.CHILL和J.SCHUMACHER,湍流Rayleigh-Bénard对流的新观点,欧洲。《物理学杂志》。E、 35(2012年),第58-67页。
[10] G.SEIDEN,不同对称破缺机制下的图案形成系统,Phys。修订稿。,101(2008),第214503-214507页。
[11] G.FREUND和W.PESCH,空间温度调制存在下的Rayleigh-Bénard对流,J.Fluid。机械。,673(2011),第318-348页·Zbl 1225.76106号
[12] S.WEISS、G.SEIDEN和E.BODENSCHATZ,空间强制热对流中的模式形成,新物理学杂志。,14(2011),第053010-053019页。
[13] P.RIPESI、L.BIFERALE、M.SBRAGAGLIA和A.WIRTH,混合绝缘和导电边界条件下的自然对流:低和高Rayleigh-number状态,J.Fluid。机械。,742(2014),第636-663页。
[14] L.BIFERAKE和I.PROCACCIA,湍流和湍流输送中的各向异性,物理。众议员,2005年,414(2005),第143-164页。
[15] M.CHERTKOV,Rayleigh-Taylor湍流现象学,物理学。修订稿。,91(2003),第115001-115010页。
[16] S.SUCCI,《流体动力学及其以外的格子Boltzmann方程》,牛津大学出版社,2005年·Zbl 0990.76001号
[17] S.CHEN和G.DOOLEN,流体流动的格子Boltzmann方法,年。流体力学版次。,30(1998年),第329-345页·Zbl 1398.76180号
[18] C.K.AIDUN,复杂流动的格子-玻尔兹曼方法,年度。Rev.流体。机械。,42(2010年),第439-472页·兹比尔1345.76087
[19] Y.H.QIAN,D.D’HUMIERES和P.LALLEMAND,Navier-Stokes方程的格子BGK模型,Europhys。莱特。,17(1992年),第479-484页·Zbl 1116.76419号
[20] T.INAMURO,M.YOSHINO,H.INOUE,R.MIZUNO和F.OGINO,二元混溶流体混合物的格子Boltzmann方法及其在传热问题中的应用,J.Comput。物理。,179(2002),第201-215页·Zbl 1065.76164号
[21] 郭振林,石斌,Boussinesq方程的耦合晶格BGK模型,国际数值杂志。方法。《流体》,39(2002),第325-342页·Zbl 1014.76071号
[22] C.S.AZWADI和A.ROSDZIMIN,使用格子Boltzmann方法模拟围护结构中的自然对流换热,J.Mekanikal。,27(2008),第42-50页。
[23] 彭毅、舒志忠、周永通,不可压缩热流的简化热晶格玻尔兹曼模型,物理学。E版,68(2003),第026701-026708页。
[24] X.SHAN,使用格子Boltzmann方法模拟RayleighBénard对流,物理。E版,55(1997),第2780-2788页。
[25] X.HE,S.CHEN和G.D.DOOLEN,不可压缩极限下格子Boltzmann方法的新型热模型,J.Compute。物理。,146(1998),第282-300页·Zbl 0919.76068号
[26] S.CHEN,用格子Boltzmann模型模拟存在旋转时的成分对流,国际热科学杂志。,49 (2010). 第2093-2107页。
[27] 魏永康,王振东,杨振峰,杜洪生,钱永华,湍流Rayleigh-Bénard热对流的简单格子Boltzmann模型,计算。《流体》,118(2015),第167-171页·Zbl 1390.76780号
[28] 彭毅、舒志忠、陈永通,三维不可压缩热晶格Boltz-mann模型及其在立方空腔自然对流模拟中的应用,J.Compute。物理。,193(2003),第260-274页·Zbl 1047.76107号
[29] 彭毅、舒志忠、陈永通,三维格点动力学格式及其在不可压缩粘性热流模拟中的应用,Commun。计算。物理。,2(2007),第239-254页。
[30] 李启明,罗国光,何永和,陶文华,用于模拟标准晶格热流的耦合晶格玻尔兹曼模型,物理。E版,85(2012),第016710-016717页。
[31] I.V.KARLIN,D.SICHAU和S.S.CHIKATAMARLA,热流的一致双种群格子Boltz-mann模型,物理。E版,88(2013),第063310-063318页。
[32] N.I.PRASIANAKIS、S.S.CHIKATAMARLA、I.V.KARLIN、S.ANSUMALI和K.BOULOU-CHOS,热流模拟的熵格子Boltzmann方法,数学。计算。模拟。,72(2006),第179-183页·Zbl 1116.76418号
[33] N.FRAPOLLI、S.CHIKATAMARLA和I.KARLIN,热流的多速熵格子Boltzmann模型,物理。修订版E,90(2014),第043306-043315页。
[34] P.E.HAMLINGTON、D.KRASNOV、T.BOECK和J.SCHUMACHER,河道水流中的局部耗散尺度和能量耗散率矩,J.Fluid。机械。,701(2012),第419-429页·Zbl 1248.76080号
[35] Q.ZHOU,二维瑞利-泰勒湍流中混合的时间演化和标度,Phys。Fluilds,25(2013),第08510701-08510717页。
[36] R.M.CLEVER和F.H.BUSSE,《转变为依赖时间的对流》,《流体力学杂志》。,65(1974年),第625-645页·Zbl 0291.76019号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且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。