二维封闭方腔内自然对流换热的数值研究

摘要

该文针对二维封闭方腔对流换热的两种工况进行数值分析.一种工况是左壁面高温、右壁面低温、顶部壁面与底部壁面绝热;另一种工况是左壁面高温、顶部壁面低温、右壁面与底部壁面绝热.分别对两种工况下不同瑞利数(Ra=10<'3>~10<'6>)的对流换热情况做了详细的数值计算,得到各自的流线图和等温线图,并根据计算结果,总结出二维封闭腔内层流及过渡层的变化规律,比较准确地提出了导热占主导地位和导热与对流共同作用的瑞利数的分界点.对相同瑞利数下两种工况的传热规律进行了比较和分析,分别拟合两种工况下平均努赛尔数与瑞利数的函数关系,为工程设计中的相关的对流传热问题提供了详细和精确的计算数据.由于该文研究的是二维情况,为了避免原始变量法压强项处理起来比较繁琐的缺点,采用了流函数涡量法.微分方程中的一阶偏微分项和二阶偏微分项在均匀网格与非均匀网格下根据具体情况选用不同精度的差分公式.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1计算传热、传质概述

1.2封闭腔内自然对流问题及国内外研究状况

1.3数值计算方法

1.4本文研究重点及工作

2.对流换热的理论分析

2.1导热概述

2.2对流换热理论

2.3对流换热系数及其确定方法

2.4自然对流换热

3.均匀网格下的数值计算

3.1数学模型

3.2均匀网格下的一般有限差分格式

3.3均匀网格下定常工况的计算

4.非均匀网格下的数值计算

4.1非均匀网格的划分

4.2非均匀网格下基本的有限差分法

4.3非均匀网格的算例

4.4时间相关法

5总结与展望

致谢

参考文献

附录硕士期间发表论文