等热流加热条件下粘弹性流体在流体-多孔介质系统内的热对流问题的研究

摘要

流体-多孔介质系统内的热对流问题是一类广泛存在的流动稳定性问题.本研究基于粘弹性流体本构关系对流体-多孔介质系统构建双层结构数学模型,刻画了粘弹性流体在流体层、多孔介质层内的流动传热特性,以及流体-多孔介质交界面上的复杂的耦合关系;使用线性化稳定性分析和谱方法对其进行理论分析和数值模拟.本研究发现,不同于单层的热对流稳定性问题,双层系统稳定性问题的中性曲线呈现出了双模曲线的特点.本研究还研究了粘弹性流体中存在的稳态对流和振荡对流现象,粘弹性流体的特征参数对系统稳定性的影响也被考虑在内,得到系统稳定性变化的控制条件.此外,本研究对比了等温加热和等热流加热条件下临界瑞利数的数值,发现等热对流加热条件下系统往往更加趋于不稳定状态.