二维与三维瑞利-贝纳尔对流比较

Erwin P. van der Poel; Richard J. A. M. Stevens; Detlef Lohse

doi:10.1017/jfm.2013.488

二维与三维瑞利-贝纳尔对流比较

流体动力学 2015-02-06 v1

作者: Erwin P. van der Poel , Richard J. A. M. Stevens , Detlef Lohse

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摘要

利用直接数值模拟和先前实验的结果，对二维（2D）和三维（3D）瑞利-贝纳尔对流进行了比较。综述了两种情形下已探索的相图。通过使用 Pr = 4.38 和 Pr = 0.7 时的 Nu(Ra)，以及直至 Ra 达 $10^8$ 的 Nu(Pr)，研究了二维与三维之间的差异与相似性。在较高 Pr 下的 Nu(Ra) 标度关系中，二维与三维非常相似；仅相差一个常数因子，直至 $\text{Ra} = 10^{10}$ 。相反，在较低 Pr 下差异很大，这是由于二维中 Nu 对滚动状态有很强的依赖性。在较大 Pr 下，Nu(Pr) 的行为在二维与三维中相似。然而，在 Pr = 1 附近存在显著差异。二维中的雷诺数数值始终较高，并且在较大 Pr 下趋于收敛。最后，比较了二维与三维中的热边界层剖面。

关键词

瑞利-贝纳尔对流直接数值模拟二维三维努塞尔数普朗特数雷诺数热边界层

引用

@article{arxiv.1501.01827,
  title  = {Comparison between two and three dimensional Rayleigh-B\'enard convection},
  author = {Erwin P. van der Poel and Richard J. A. M. Stevens and Detlef Lohse},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1501.01827},
  year   = {2015}
}

二维与三维瑞利-贝纳尔对流比较

摘要

关键词

引用

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