超临界流体Rayleigh-Bénard对流的数值模拟研究

摘要

物质气液临界点附近热物理性质发生剧烈变化，出现一种对热力学平衡有显著加速作用的热声活塞效应。而在长时间尺度上，因重力作用而产生的的Rayleigh-Bénard对流在活塞效应的影响下，其表现出来的物理特性与普通流体相比较存在较大的差异。我们通过SIMPLE方法对超临界氮在不同临界距离下的自然对流发生过程进行数值模拟，结果显示当流体热力学状态接近临界点时，对流作用的发生取决于边界层内热羽流的形成，并且具有明显的湍流特征，而随着离开临界点的距离加大，流场的形成逐渐过渡到一般可压缩流体的情形。