頂部冷卻三角形截面腔內(nèi)的自然對(duì)流.pdf

1、自然對(duì)流是由流體密度差異引起的浮力驅(qū)動(dòng)的流動(dòng)，具有重要的科研和應(yīng)用價(jià)值。其中腔內(nèi)自然對(duì)流由于廣泛存在于自然界和工程應(yīng)用中，已備受國際學(xué)術(shù)界的重視。三角形截面腔內(nèi)的自然對(duì)流是建筑閣樓設(shè)計(jì)的重要考量，即合理設(shè)計(jì)的閣樓不僅能使室內(nèi)冬暖夏涼并可達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。這也符合國家中長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展的規(guī)劃。因而，三角腔內(nèi)的流動(dòng)和傳熱已成為近年來研究的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)。
　　本文采用量綱分析的方法，從理論上討論了頂部冷卻三角形截面腔內(nèi)自然對(duì)流的瞬態(tài)發(fā)展過

2、程，并對(duì)部分重要的量綱關(guān)系式進(jìn)行了數(shù)值校驗(yàn)，獲得了滿意的對(duì)比結(jié)果。此外，采用三維數(shù)值模擬，通過與前人實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，刻畫了三角腔內(nèi)流動(dòng)與傳熱對(duì)控制參數(shù)（如瑞利數(shù)、普朗特?cái)?shù)和腔體高寬比）的依賴，并獲得了若干流動(dòng)和傳熱的定量表達(dá)。文中較重要的研究進(jìn)展包括:
　　(1)利用量綱分析方法，討論了三角腔內(nèi)瞬態(tài)自然對(duì)流的動(dòng)力及傳熱控制機(jī)制，得到了不同控制機(jī)制下熱邊界層流、入侵流和羽流等的速度、厚度及控制機(jī)制轉(zhuǎn)換時(shí)間的基本量綱關(guān)系式，給出了不同

3、流動(dòng)規(guī)律（包含不同動(dòng)力及傳熱控制機(jī)制）在控制參數(shù)空間內(nèi)的存在范圍;
　　(2)通過觀察三維數(shù)值模擬結(jié)果，證明了三角腔內(nèi)縱向?qū)α骶淼拇嬖?，分析了相?yīng)的流動(dòng)機(jī)制，明確了縱向?qū)α骶淼攘鲃?dòng)現(xiàn)象存在及演化的控制參數(shù)范圍;
　　(3)通過分析三維數(shù)值模擬結(jié)果，確認(rèn)了三角腔內(nèi)自然對(duì)流流動(dòng)的復(fù)雜多模態(tài)數(shù)值解的分岔，描述了典型分岔后的具體流動(dòng)結(jié)構(gòu)，給出了數(shù)值解分岔在主要控制參數(shù)空間內(nèi)的演化。
　　總的來說，通過研究由水平溫度梯度（來自三