具有旋转平板局部流动调制的差加热腔体内的混合对流

本文研究了在通过旋转平板进行局部调制下由热浮力引起的腔体内混合对流。本模型由一个正方形腔体组成，其左右垂直壁分别保持恒定高温与低温，而上下壁为绝热。两块顺时针旋转的、厚度相较长度可忽略的平板作为流动调制器竖直放置于腔体中心线上。由于平板运动引起的动边界问题通过采用三角形离散格式的任意拉格朗日-欧拉（ALE）有限元公式求解。对空气（$Pr=0.71$）在不同瑞利数（$10^2 \leq Ra \leq 10^6$）下进行了模拟。基于平板动态条件的旋转雷诺数取为常数 430。数值结果确定了临界瑞利数 $Ra_{cr}=0.41\times10^6$，超过该值后两个较小流动调制器优于单个较大调制器。对于双调制器情形，观察到热振荡频率对瑞利数不敏感。