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丁子静;甄欧阳

渗透对流：具有边际稳定性假设的热传输。 （英语） Zbl 1523.76040号

J.流体力学。 960，论文编号A26，第25页（2023年）。
摘要：本文研究了具有边界稳定的时间-水平平均场或背景场的穿透对流传热。假设背景场是稳定的，并且由非线性扰动项稳定，通过截断非线性项，我们得到了背景温度未知的特征值问题。利用（τ）的分段分布，我们导出了穿透对流传热的解析标度律，即（Ra）=（1/8）（1-T_M）^{5/3}Ra^{1/3}（Nu）是Nusselt数\（Ra）是瑞利数，（T_M）对应于密度最大的温度）。然后从一个变分问题出发，在边际稳定性假设下，导出了（Nu）的条件下界。如果满足边际稳定性假设，则整个系统的所有解都应提供比下限更高的热流密度。然而，来自当前直接数值模拟和先前最优稳态解的数据Z.丁和J.Wu先生[J.Fluid Mech.920，论文编号A48，23 p.（2021；Zbl 1501.76028号)]图中的数值小于下限（Ra），表明这些平均场被非线性项过度稳定。为了将物理上更合理的约束纳入约束热传输，调用了另一种方法，即准线性方法，该方法可以提供最高的热传输，并且与G.维罗尼斯的假设，即（Nu\sim-Ra^{1/3}）[Astrophys.J.137，641-663（1963；Zbl 0123.46103号)]. 有趣的是，当不稳定性为亚临界时，拟线性方法产生的背景温度可能是非唯一的。

MSC公司：

76E06型 流体动力学稳定性中的对流
76立方米 变分方法在流体力学问题中的应用
76平方米 谱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
80甲19 扩散和对流传热传质、热流

关键词：

浮力驱动不稳定性;特征值问题;变分法;分叉，分叉;解析标度律;热流密度下限;傅里叶谱空间法;有限差分时域法

引文：

Zbl 1501.76028号;Zbl 0123.46103号

软件：

开放式管道流量;FFTW公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit｛Z.Ding｝和\textit｛Z.Ouyang｝，J.流体力学。960，文件编号A26，第25页（2023；兹bl 1523.76040）
全文： 内政部

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