垂直热流对矩形浅液池内热对流的影响

摘要

为了垂直热流对热毛细对流的影响,采用有限容积法对常重力条件下具有水平方向温度梯度和竖直方向温度梯度耦合作用下的矩形液池内硅油的热对流进行了三维数值模拟.结果表明:水平温差一定(ΔT=3K),当垂直热流q较小(小于70W/m2)时,流动呈二维稳态流动.稳态流动时,随着q的增大,热壁附近的流动先减弱后增强,冷壁附近的流动随q的增大而增强,液池内流胞数目由三个减少为两个;继续增大q,自由表面开始出现最高温度点,热壁侧出现逆时针方向流胞.当q足够大(大于70W/m2)时,流动失稳,冷壁附近自由表面出现热流体波,呈双列斜波;q进一步增大后,热壁附近自由表面也出现热流体波,呈单列斜波,流动随着q增大而持续增强.