中文会议： 第十届全国流体力学学术会议论文摘要集

会议日期： 2018-10-25

会议地点： 中国浙江杭州

主办单位： 中国力学学会流体力学专业委员会

出版日期： 2018-09-30

作　　者： (）;

机构地区： 哈尔滨工业大学

出　　处： 《第十届全国流体力学学术会议》

摘　　要： 本文通过并行直接求解方法(Parallel Direct Method of DNS)计算滑移边界条件下湍流热对流系统中的热量输运和平均温度分布。其中,对流系统中的水平边界被设置为滑移长度为b (b≥0),竖直边界为无滑移绝热边界条件。我们分别研究了在二维和三维的几何条件下,在对流强度Ra数范围内(10≤Ra≤10)改变滑移长度b对计算结果的影响。在二维情况下,对流系统的宽高比设置为W/L=1;在三维情况下系统尺寸设置为4:4:1。在所有的算例中,对流系统的普朗特数Pr都被设置为4.3。我们的计算结果表明在二维情况下,当系统水平边界为完全滑移边界条件时(b/L→oo),可以提高对流系统传热率Nu数80%。在相同的Ra数条件下,对于有限滑移长度b/L,系统的传热率Nu(b/L)/Nu(b/L=0)满足拟合方程Nu(b/L)/Nu(b/L=1+0.8/(1+ea×log(b/L)-d)),其中a和d是拟合参数。在三维情况下,相对于无滑移边界条件,完全滑移边界(b/L→∞)系统的传热率增加了80%。尽管滑移长度b改变对流系统传热效率以及近壁面速度分布,但并不改变平均温度场的空间分布结构。在所有的计算条件下,平均温度场在边界层附近的空间分布符合最近由Shishkina等人提出的空间分布模型[phys.Rev.Lett.114,114302 (2015)]。

关 键 词： 滑移边界条件 湍流热对流 温度边界层结构 传热 并行直接求解

领　　域： []