中等长高比腔体内的混合流体Undulation行进波.pdfVIP

西安理工大学学报 JournalofXi’anUniversityofTechnology(2010)Vo1．26No．3 271 文章编号：1006-4710(2010)03-0271-06 中等长高 比腔体 内的混合流体 Undulation行进波 齐昕 ，宁利中 ，刘嘉夫 ，张淑芸 ，周倩 (1．西安理工大学 水利水电学院，陕西 西安710048；2．重庆水利电力职业技术学院，重庆 402160) 摘要：通过二维流体力学基本方程组模拟了具有较强Sorer效应 (分离比 =一0．47)的混合流体 在 中等长高比(厂=12)腔体 内的Rayleigh—Benard对流运动。研究了不同瑞利数情况下腔体 内出现 的各种行进波状态，详细地探讨 了Undulation行进波 (uTW)的特性 、时空结构及稳定性。 关键词 ：Rayleigh—Benard对流 ；行进波；Undulation行进波 ；稳定性 中图分类号：0357 文献标志码 ：A UndulationTravelingW aveConvectioninBinaryFlllid M ixturesinan Intermediate．．Aspect．．RatioCell QIXin。一，NINGLi—zhong，LIUJia—fu，ZHANGShu．yun，ZHOUQian (1．FacultyofWaterResourcesandHydraulicPower，Xi’anUniversityofTechnoloyg，Xi’an710048，China； 2．ChongqingWaterResourcesandElectricEngineeringCollege，Chongqing402160，China) Abstract：By thetwo—dimensionalhydrodynamic equations，theRayleigh—Benard convection in binary fluidmixtureswithstrongSoreteffect( =一0．47)inanintermediate—aspect-ratio(F=12)cellissimu- latedcompletely．ThepatternsofvarioustravelingwavewithdifferentRayleighnumbersarestudied，and thedynamics，spatio—temporalstructuresandthestabilityoftheUndulationtravelingwavearediscussed indetail． Keywords：Rayleigh—Benardconvection；travlingwave；Undulationtravelingwave；stability 日常生活中经常看见的自然现象，如大气、海 多有趣的对流结构。例如局部行进波、blinking行进 洋、水库的对流运动都是远离热平衡系统的非平衡 波、定常对流等，Undulation行进波是其 中一种非常 开放系统。在流体 中当上下界面的温度差足够大 典型的对流结构 。Bodenschatz等在液 晶的电流 时，起着不稳定化作用的浮力作用将超过粘性和热 体对流 中，Clever等在具有流动的 Rayleigh-Benard 传导的稳定化作用，于是系统将出现不稳定的热对 对流中及 Busse等在倾斜的对流层中，已经发现了 流现象。Rayleigh．Benard对流是研究这些非平衡开 Undulation滚动 。Busse小组与 Knobloch等分别 放系统中的诸多共有特性的典型模型之一。所谓 构造了一个简单模型，再现了Undulation滚动 l3J。 Rayleigh—Benard对流，就是在一个封闭的空腔 内，其 Ohlsen等发现了沿着混合流体对流