封闭圆内开缝圆自然对流换热从稳态向混沌的过渡

摘要

本文通过数值计算研究了封闭圆内开缝圆自然对流换热的非线性特性。数值计算以整个圆为计算区域，采用了非稳态的数学模型和具有QUICK 差分格式的SIMPLE算法。计算中参数为普朗特数Pr=0.025，开缝度为S=0.1，半径比为η=5/13,瑞利数Ra=700-20000，采用数值方法分析了Ra数对系统从稳态过渡到混沌态的影响，结果表明，当Ra≤700时，流动和换热存在对称的稳态解；而在Ra=1000时存在非对称的稳态解，系统的吸引子表现为一个固定点，当1500 ≤Ra ≤3000时，尽管边界条件和初始条件均是对称的，但流动和换热会出现非对称的周期性振荡，系统吸引子从固定点分岔到极限环；Ra继续增大，流动和换热会出现拟周期性解，经过多次分岔最终在Ra=20000时得出混沌解。