通风方腔内混合对流换热稳定性的数值研究

摘要

针对具有对称顶部进风和侧壁出风结构的二维方腔，在考虑确定的进风参数（Re＝2000、Pr＝0、701、进风角度θ＝900及进风口位置不变）下，采用非稳态的数学模型探讨理查森数Ri（定义为Gr/Re2，变化范围0≤Ri≤20）对通风方腔内混合对流换热稳定性的影响。计算结果表明，随Ri从0开始增大到20的过程中，自然对流在混合对流中所占比重的持续增加，方腔内混合对流换热的解呈现多样性。从初始的绝对稳定的单一的解，开始非周期的始终维持对称流形的震荡，再发展为对称流形不变的周期震荡，随控制参数的继续提高，对称结构被打破，解进一步失稳发展为非对称流形的周期解，最后，当强制对流的作用逐步可忽略，自然对流占据主导地位时，解重新趋稳于对称流形的周期解，最终再次稳定于单一解。