H形腔体内稳态自然对流的计算模拟
流体动力学
2020-05-27 v1 经典物理
摘要
基于伽辽金有限元方法并采用动量平衡方程的罚有限元格式，对描述H形腔体两侧壁差温加热问题的方程进行精确求解，从而实现了自然对流问题的模拟。腔体内充满空气，其普朗特数Pr=0.71，在热对流中流体假定为稳态、黏性且不可压缩的。针对H形腔体总内部高度比（0%、50%和85%）三种情形，对瑞利数从10到10^6的范围进行了数值研究。首先，目标是验证用于求解本工作所控方程数值代码的正确性。为此，我们将点(0.5, 0)处u分量的分布曲线与先前简单方腔工作中所得u分量进行比较。此外，为确保数值精度及所考虑数值工具的可靠性，还将平均努塞尔数与先前简单方腔工作的结果进行了比较。其次，旨在研究H形腔体不同总内部高度比下瑞利数对自然对流动力学的流体动力学效应。随后，期望评估三种内部高度比情形下不同瑞利数的传热速率。
引用
@article{arxiv.2005.12687,
title = {A Computational Simulation of Steady Natural Convection in an H-form Cavity},
author = {Mohamed Loukili and Kamila Kotrasova and Denys Dutykh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.12687},
year = {2020}
}
备注
15 pages, 5 figures, 1 table, 34 references. Other author's papers can be downloaded at http://www.denys-dutykh.com/