液桥热毛细对流及其稳定性的研究

来源 :中国科学院力学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jc85858958
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本文研究了液桥热毛细对流的稳定性。采用线性稳定性分析方法,细致的研究了模型的各参数的影响,包括流体本身的物性参数、模型的几何参数、边界条件等的影响,进而增强对热毛细对流及其不稳定性机理的理解。主要研究了普朗特数、体积比和界面换热对液桥热毛细对流稳定性的影响,得到了临界雷诺数随普朗特数、体积比、毕奥数等的变化曲线。并对失稳状态的扰动量进行了能量分析。系统的计算了普朗特数在4到50范围内的临界曲线。研究表明,液桥热毛细对流的失稳主要发生在液桥两端固壁附近的边界层以外的液桥中间部分区域。发现在较大普朗特数的范围,随着普朗特数的增大,两端边界层内的温度梯度更大,而中间大部分自由面上的温度梯度则减小,相应的临界雷诺数增大。对于体积效应,大普朗特数液桥热毛细对流在中间体积比范围是一个非常稳定的区域,本文首次对这个间隙区作了详细的计算,从扰动分布和扰动能量方面揭示了这个区域热毛细对流的不同。对于界面换热的影响,考虑了环境温度为冷端温度和线性分布两种情况。发现临界雷诺数随着界面毕奥数的增大大致呈下凸曲线,本文从界面换热对热毛细对流稳定性的双重作用出发对这个现象进行了解释。
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