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流体屈服应力和倾角对方形环空中方棒自然对流的影响。 (英语) Zbl 1390.76835号

小结:在本文中,在下列条件范围内,研究了倾斜角和流体屈服应力对方形管道中宾汉塑性流体中等温方棒圆柱体层流自然对流的影响:瑞利数,(10^2\leq\mathrm{Ra}\leq10^5);普朗特尔数,(10\leq\mathrm{Pr}\leq100\);宾汉数,(0\leq\mathrm{Bn}\leq100\);长宽比,(0.125\leq\mathrm B\leq 0.5)和倾角。根据流线和等温线轮廓、屈服面、局部和平均Nusselt数作为上述参数的函数,讨论了详细流场和温度场的广泛结果。在其他条件相同的情况下,瑞利数促进流体屈服(增强对流),而宾汉数则与此相反。对于给定的Ra、Pr、(lambda)和B值,存在一个极限Bingham数{Bn}(英文)_{max}),在该温度下,整个流体都被冻结,换热完全通过传导进行,平均努塞尔数的极限值只是系统几何结构的函数,即B和(λ)的值。此外,传热速率随着倾角的增加而增加,而由于传导的强烈影响,高宾汉数值的影响可以忽略不计。然而,对于Bingham数的中间值\(0<\mathrm{Bn}<\mathrm{Bn}(英文)_{max}),平均努塞尔数标度为(mathrm{Ra}^{1/4})。这与牛顿流体的经典边界层分析一致。基于当前的数值结果,建立了一个关联式,该关联式允许对极限宾厄姆数进行先验估计{Bn}(英文)_{max}),从而能够在新应用程序中预测已知值(λ)、Ra、Pr、Bn和B的平均努塞尔数。有限的时间相关模拟确实证实了在上述范围B、λ、Ra和Bn上的流动是稳定的,流动在(mathrm{Ra}\geq10^6)时失去其稳定特性,最终表现出与时间相关的周期性行为,中间区域的流动既不稳定也不完全周期。

MSC公司:

76兰特 自由对流
76A10号 粘弹性流体

软件:

COMSOL公司
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全文: 内政部

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