收藏本站
《重庆大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

开口圆形液池内热毛细对流及其失稳机理分析

凌芳  
【摘要】: 在熔体晶体生长过程中,由温度梯度引起的热毛细对流成为影响晶体均匀性的重要因素,因此,深入研究热毛细对流的稳定性、发生转变的物理机制及其基本特性,对于改进生产过程、提高产品质量具有重要实用价值。为了了解微重力下开口圆形池内热毛细对流的基本规律及其转化特性,利用有限差分法进行了三维直接数值模拟,得到了圆形池内的温度场和速度场分布,并分析了Pr数、圆形液池深径比As和毛细雷诺数Re对热毛细对流的影响规律以及引起流动失稳和产生不同振荡流型的物理机理。圆形浅池深径比As的计算范围为0.02-0.2,流体Pr数为0.011-1,毛细Re数范围5.5×104-8×106。 模拟结果表明,当侧壁温度不均匀性较小时,流动为稳定的三维流动,在垂直于主流方向存在两个对称的二次流胞;当温度不均匀性超过某一值后,流动将转化为振荡的三维流动,为此,确定了流动转化的临界条件,分析了三维稳态和三维振荡热毛细对流的基本特性。 当Pr数较低时,温度振荡波在冷壁面附近产生,并且由于热壁面温度梯度较小,温度振荡沿流动方向逆向传播;在温度波传播过程中,流体温度随之升高,使得液池中心区域温度梯度高于关于A-B截面对称的两侧,因此温度波就向两侧扩散;当Pr数增大时,由热毛细对流引发的温度振荡波仍由右侧冷壁向热壁传播,并向两侧翼展方向扩散,但流体动力扩散能力的增强促使从高温向低温的热毛细对流增强,抑制了温度波的传播,由温度波动引起的速度波动与表面热毛细对流的交汇促使温度振荡沿逆向呈菱形传播。随着Re数的增加,无因次温度振幅加大,振荡的频率也增加;随着液池深度的增加,流动转化的临界Re数减小,温度波动将扩散至整个液池,无因次温度振幅也越大。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李友荣;凌芳;彭岚;吴双应;;开口圆形浅池内低P r流体的热毛细对流[J];热科学与技术;2007年01期
2 石万元;李友荣;彭岚;曾丹苓;今石宣之;;环形浅液池内热流体波的本质特征[J];计算力学学报;2009年01期
3 刘春元,杨历,杨小静;二维热毛细对流的MATLAB数值模拟[J];河北工业大学学报;2005年03期
4 刘秋生;汪洋;纪岩;;蒸发相变与界面流动耦合机理研究[J];工程热物理学报;2010年10期
5 周小明;黄护林;;大尺度环形液池内双层热毛细对流不稳定性[J];工程热物理学报;2011年07期
6 彭岚;李友荣;曾丹苓;;微重力下液封液桥内振荡热毛细对流的数值模拟[J];计算力学学报;2006年05期
7 彭岚;李友荣;曾丹苓;王忠;;液封液桥内热毛细对流的数值模拟[J];力学学报;2006年05期
8 石万元;李友荣;今石宣之;;三维数值模拟内环加热液池内热毛细对流[J];力学学报;2008年04期
9 彭岚;石万元;李友荣;曾丹苓;;浮力对环形液池内热毛细对流的影响[J];工程热物理学报;2006年06期
10 周小明;黄护林;蔡亮;;基于Level Set方法的双层流体热毛细对流的数值研究[J];工程热物理学报;2010年03期
11 胡文瑞;唐泽眉;李凯;;矩形液池中热毛细对流起振过程的数值模拟[J];中国科学:技术科学;2010年04期
12 唐泽眉;胡文瑞;;液池中大Pr数流体的热流体波[J];中国科学(G辑:物理学 力学 天文学);2007年02期
13 李友荣;刘英杰;彭岚;吴双应;;液封液桥内振荡热毛细对流的三维数值模拟[J];工程热物理学报;2006年S2期
14 李友荣;张文杰;王双成;;环形双层液体内热毛细对流过程的数值模拟[J];工程热物理学报;2008年10期
15 张鸿儒;李友荣;彭岚;吴双应;;存在垂直加热时的矩形池内热毛细对流的数值模拟[J];华北电力大学学报(自然科学版);2010年03期
16 G.法雷尔;H.G.斯蒂芬;张君伦;;入库潜流的数值模拟[J];河海大学科技情报;1986年S3期
17 卢执中,匡增意;货车调车冲击的数值计算机模拟[J];铁道科学与工程学报;1988年02期
18 邓康耀,顾宏中,陈安琪;涡轮谐振增压系统的研究[J];内燃机工程;1989年04期
19 张德良;I.I.格拉斯;;激波绕半菱形柱体运动的实验研究和数值模拟[J];爆炸与冲击;1991年02期
20 张福祥,曹从咏;含强激波二维流动的高分辨率数值模拟[J];南京理工大学学报(自然科学版);1992年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 林祥;尹宝树;杨德周;;波浪在波流相互作用中对底应力及流速的影响研究[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
2 陈可锋;季小强;李鑫;;海平面上升对江苏沿海潮波影响研究[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
3 杨欣;程文;川端信义;;公路隧道火灾热气流运动规律的研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第四卷)[C];2009年
4 裴文兵;;激光驱动惯性约束聚变数值模拟研究进展及其相关的原子物理过程[A];第十五届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2009年
5 张东明;;不可压混合层中一种增强混合的新方法[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
6 金晓林;;电子回旋共振放电的数值模拟[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
7 张晓晴;黄小清;汤立群;;泡沫铝填充圆管三点弯曲性能研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
8 陈勇梅;黄西成;;流体动力学帽状剪切实验数值模拟[A];第七届全国MTS材料试验学术会议论文集(二)[C];2007年
9 吴迪;张建红;王静;雷明凯;宫野;;强流脉冲离子束辐照混合双层靶的数值研究[A];第九届真空冶金与表面工程学术会议论文摘要集[C];2009年
10 张俊兵;傅洪贤;李克民;;高台阶抛掷爆破爆堆形态的模拟[A];中国爆破新技术Ⅱ[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 朱江 冯明农;风能项目组研讨数值模拟产品共享[N];中国气象报;2010年
2 本报记者 赵亚辉;探寻“大气”的奥秘[N];人民日报;2005年
3 张晓健;二重大型铸锻件数值模拟国家工程实验室获批[N];中国冶金报;2007年
4 向杰 实习生:孙馨;在计算机上模拟大气和海洋运动[N];科技日报;2005年
5 上海交通大学 潘健生;材料热处理过程的数值模拟[N];科技日报;2002年
6 杨雄飞;炼钢与环境技术的研究方法[N];世界金属导报;2007年
7 本报记者 吴楠 通讯员 许家帅;数值模拟预测工程效果指导工程建设[N];中国交通报;2008年
8 付冰赵辉;油藏数值模拟技术成为“常规武器”[N];中国石油报;2007年
9 ;堤基管涌机理和防治关键问题研究为堤防提供科学参考[N];中国水利报;2008年
10 本报记者杨靖;使命的召唤[N];科技日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙喜新;济阳坳陷馆陶组构造特征及成藏模式研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2005年
2 严春吉;液体射流分裂雾化机理及内燃机缸内工作过程的模拟[D];大连海事大学;2005年
3 何志伟;复合期权与路径相关期权定价理论模型、数值模拟及应用研究[D];华中科技大学;2005年
4 郭永红;超细粉再燃低NO_x燃烧技术的数值模拟与实验研究[D];华北电力大学(北京);2006年
5 胡国权;淮河试验时期的能量与水份循环研究[D];中国气象科学研究院;2001年
6 吴一红;管阵流体弹性不稳定性研究及流体诱发振动数值模拟[D];清华大学;1991年
7 陈黎明;电弧加热发动机的设计与研究[D];清华大学;2002年
8 肖金花;波纹管传热强化及其轴向承载能力研究[D];北京化工大学;2006年
9 周素云;激光等离子体中有着自生磁场的密度通道的分析研究[D];南昌大学;2007年
10 武文斌;金属板件等离子体弧柔性成形技术的基础研究[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 凌芳;开口圆形液池内热毛细对流及其失稳机理分析[D];重庆大学;2007年
2 刘春元;热毛细对流的研究及其数值模拟[D];河北工业大学;2003年
3 刘鹏飞;微重力下Marangoni效应在热管应用中的基础研究[D];北京交通大学;2008年
4 范菊艳;分离结晶过程中熔体热毛细对流的二维数值模拟[D];重庆大学;2010年
5 刘英杰;液封液桥内振荡热毛细对流的三维数值模拟[D];重庆大学;2007年
6 张渤涛;复杂形状汽车覆盖件成形过程数值仿真模式的研究[D];山东大学;2005年
7 孙明新;起重机臂架受力状态模拟[D];山东大学;2005年
8 邱田金;日照港岚山港区30万吨原油码头工程潮流数值模拟及泥沙淤积分析[D];中国海洋大学;2005年
9 张皓光;轴向间隙引气对多级轴流压气机性能及流场影响的数值模拟[D];西北工业大学;2006年
10 李建平;超燃冲压发动机尾喷管设计及性能研究[D];西北工业大学;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978