内置发热圆的方腔内双扩散混合对流数值模拟研究.pdfVIP

第 2期 肖瑞雪，等：内置发热圆的方腔内双扩散混合对流数值模拟研究 内双扩散混合对流输运过程，分析了送风强度、热源 合对流的影响，给出了不同情况下的等温度线、等浓 强度及污染源强度对室 内空气流动、热量与污染物 度线以及流线图，并分析了加热圆表面的N 和 输运过程的影响，并给出合理的控制室内温度和污 S 的变化规律 ． 染源传播的途径．Teamah等[8]对顶盖驱动的矩形 腔 内双扩散混合对流进行了研究，分析了顶盖向左 1 计算模型和方法 右两个方向移动的情况，得出了两种移动情况下随 着理查德数 尉 的减小，传热和传质都减弱等结论． 1．1 物理模型 A卜Amiri等_l9]对顶盖驱动腔体内双扩散过程进行 如图1所示，方腔 内置一加热圆，加热圆位于方 了研究，指出低 时，顶盖驱动作用使得腔体 内的 腔中心．方腔的长宽均为 L，圆的直径为 d，其 中 传热和传质效应增强．Basak等[10I研究 了底部均匀 d=0．4L．方腔设有开 口，开 口的大小为0．1L．流体 和不均匀加热两种情况下方腔内的混合对流情况， 从左侧底部流进 ，右侧顶部流出，进 口速度为 Ui，温 分析了不同雷诺数 Re、普朗特数 Pr以及格拉晓夫 度为 Ti，浓度为 Ci，圆表面的温度为Tn，浓度为 C， 数Gr的影响，并对努赛尔数 Nu的变化情况进行 方腔其余壁面绝热且浓度梯度为零，重力加速度为 了分析．Nayak等_11]对顶盖驱动的立方腔内双扩散 9，其中ThTj，Chcj．方腔内流体 Pr=0．7． 混合对流进行了研究，顶盖以恒定速度移动，并且温 度和浓度梯度在腔体外部，分析了二维和三维情况 下热壁面平均努赛尔数Nu 与平均舍伍德数Sh 随着Re的变化情况．Kandaswamy等[12]分析了密 度最大值对变壁温多孑L介质腔内双扩散 自然对流的 影响．Sivasankaran等口。]研究了多孔腔内不定常密 度流体的双扩散 自然对流，给出了速度矢量图、等温 线图、流线图以及等浓度线分布图，并分析了Nu 及S 。的变化情况．Nishimura等u]研究了壁面具 有水平温度和浓度梯度的矩形腔 内振荡双扩散 自然 对流，讨论了浮升力比对双扩散对流的影响以及模 型的震荡性问题．Chamkha等L1副对壁面具有相反的 圈 1 物 埋 模 型 温度和浓度梯度的矩形腔体内磁流体双扩散 自然对 Fig．1 Schematicdiagram ofthephysicalmodel 流进行了研究．Ching等[1]采用有限元法模拟分析 了在 Le一定时，Br，Ri以及移动壁的方 向对正三 1．2 数学描述 角腔内传热和传质的影响．Chamkha等[1]研究了充 在进行方腔 内对流换热和传质的数值计算时， 满均匀多孔介质的倾斜长方形腔体内双扩散不稳定 为便于处理由于温差和浓度差而引起浮升力项，常 层流，对腔体内振荡流动进行了预测并且观察到了 采用Boussinesq假设 。。： 衰减振荡．Sun等[1]建立了一个微可压缩流模型研 lD=lD0[1一 (T—T0)一 (C—Co)] (1) 究封闭腔体内二元混合理想气体的双扩散对流，分 其中，P为密度；P0为与 相对应的流体密度，k ； 析了变密度对充满二元混合理想气体的垂直腔内自 为温度弓l起的体积膨胀系数，1K／，=一(襄)； 然对流的影响．Hasanuzzama等__l9]研究了L8对三 角形腔体内传热和传质的影响． 为浓度引起的体积膨胀系数，／，=一(塞)。 从上述文献综述可知，目前大部分研究集中于 定义下列无量纲参数 顶盖驱动或侧壁移动情况下的双扩散混合对流，较