水平加热圆柱周围自然对流的SPH模拟：与实验的对比

针对细长甘油填充腔体内低瑞利数（$1.18\leq {\rm Ra}\leq 242$）下水平薄圆柱热源所产生的对流流动，进行了实验与光滑粒子流体动力学（SPH）数值分析。实验与SPH计算均针对热源与周围流体间正（$0.1\leq\Delta T\leq 10$ K）和负（$-10\leq\Delta T\leq -0.1$ K）温差情形开展。所有情形下均形成一对稳态反向旋转涡旋，并伴随热源正上方（$\Delta T>0$时）垂直上升流羽流及热源正下方（$\Delta T<0$时）垂直下降流羽流。最大流速始终出现在上升/下降羽流内。SPH预测与实验观测吻合良好，速度剖面的均方根误差量级约为 $\sim 10^{-5}$ m s$^{-1}$。SPH方法能够揭示该流动现象的细致特征，证明了该方法的正确性。