通过移动腔壁实现的三维腔体混合
流体动力学
2023-01-23 v3
摘要
以立方体腔体流动作为各种自然与工程流动的几何简单模型,对三维腔体内的混合进行了数值研究。针对若干具有代表性的移动腔壁情景,在雷诺数 Re=2000 以内评估了混合率:平行腔壁的垂直运动(情形A)、腔壁沿其对角线在其平面内运动(情形B1)、两个垂直腔壁沿公共边向外运动(情形B2)、以及平行腔壁沿平行方向(情形B3)或相反方向(情形B4)运动。将这些混合率与众所周知的一个腔壁沿其边运动的基准情形(情形C)进行比较。对所考虑情形的混合强度在以下两种情况评估:(i)初始静止的腔体流中的混合,由腔壁脉冲式运动启动,以及(ii)发展后的腔体流中的混合。两种情况下,两种混合流体的初始界面均为位于腔体中部的一个水平面。在二十个时间单位的流动混合内,将混合率从最快到最慢排序。将纯对流混合建模为极限情形以揭示混合的对流机制。对不同密度流体的混合进行建模,以展示真正三维情形A和B1在混合率方面的优势。给出了网格收敛性研究以及与已发表的3-D和2-D腔体流数值解的比较。讨论了腔体流三维性对混合率的影响。
引用
@article{arxiv.1807.04896,
title = {Mixing in 3-D Cavity by Moving Cavity Walls},
author = {Alex Povitsky},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.04896},
year = {2023}
}
备注
52 pages, 17 figures, 4 Tables, 36 Refs