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低普朗特数薄圆柱流体层中强制对流与自然对流的相互作用

流体动力学 2024-01-17 v1

摘要

受核安全问题的驱动,我们研究了薄圆柱流体层中的热传递,该流体层底部和顶部表面施加有通量(不一定相等),侧面温度固定。我们结合直接数值模拟和理论方法,推导了平均温度以及系统顶部与底部之间温差的标度律。我们发现两种渐近标度律取决于上下边界之间的通量比。第一种由向侧面的热传递控制,我们恢复了自然对流的标度律特征。第二种由类似于瑞利-贝纳德对流的垂直热传递驱动。我们表明该系统本质上是非均匀的,热传递是两种渐近状态叠加的结果。考虑到核安全模型,我们还基于对流动结构的详细分析推导了径向温度剖面的一维模型,从而提供了一种将该剖面与施加的边界条件联系起来的方法。

关键词

引用

@article{arxiv.2401.07306,
  title  = {Interaction between forced and natural convection in a thin cylindrical fluid layer at low Prandtl number},
  author = {Florian Rein and Laure Carénini and Florian Fichot and Benjamin Favier and Michael Le Bars},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2401.07306},
  year   = {2024}
}

备注

27 pages, 18 Figures