空腔和堆积型多孔介质中瑞利--贝纳德对流的热脉动效应研究

符号表

第1章 绪论

1.1 课题背景与意义

1.2 RBC系统热脉动问题简介

1.3 课题拟解决的问题和研究方法

1.4 相关领域研究现状

1.4.1 空腔RBC系统热脉动的研究现状

1.4.2 多孔介质的研究方法及进展

1.4.3 LBM方法简介

1.4.4 研究现状总结

1.5 课题研究内容与论文结构

1.5.1 课题研究内容

1.5.2 论文结构

第2章 LBM方法模拟Rayleigh-Bénard对流的网格数量估算准则

2.1 引言

2.2 LBM模拟RBC对流问题的基本方法

2.2.1 RBC对流的基本模型

2.2.2 数值模拟的参数换算

2.2.3 LBM模拟RBC对流的基本方程

2.3 LBM模拟RBC对流问题的网格数量估算准则

2.3.1 计算收敛条件及讨论

2.3.2 计算收敛性准则的推导

2.3.3 物理合理性准则的推导

2.3.4 网格数估算公式

2.3.5 虚拟马赫数与网格设定准则的推广

2.4 网格数量估算准则的应用与验证

2.4.1 网格设定准则满足网格无关性的验证

2.4.2 使用虚拟马赫数的网格设定准则验证

2.5 本章小结

第3章 空腔Rayleigh-Bénard对流热脉动效应的模拟研究

3.1 引言

3.2 空腔RBC系统热脉动现象的信号特征

3.2.1 脉动信号的提取与计算

3.2.2 空腔RBC系统热脉动的特征信号与特征频率

3.3 层流状态热脉动效应研究

3.3.1层流脉动的概念

3.3.2一阶固有频率的特征及标度律

3.3.3二阶固有频率特征及标度律

3.4 湍流状态热脉动效应研究

3.4.1羽流频率特征及标度律

3.4.2 混合层失稳频率和大尺度环流脉动频率标度律

3.5 过渡状态热脉动效应及LSC反转现象研究

3.5.1 无反转时角涡体积的热脉动平衡

3.5.2 LSC反转的热脉动机理

3.6 本章小结

第4章 空腔Rayleigh-Bénard对流热脉动效应的实验研究

4.1 引言

4.2 实验装置与实验流程

4.2.1 准二维实验腔体设计

4.2.2 实验装置介绍

4.2.3 实验操作流程

4.2.4 实验误差分析

4.3 实验数据采集及处理

4.4 实验结果与分析

4.4.1 层流状态热脉动的特征频率标度律

4.4.2 过渡状态热脉动的特征频率标度律

4.4.3 湍流状态热脉动的特征频率标度律

4.4.4 低频滤波信号的标度律分析

4.5 本章小结

第5章 堆积型多孔介质内Rayleigh-Bénard对流热脉动效应的模拟研究

5.1 引言

5.2 多孔介质建模与模拟方案

5.3 基准多孔介质模型的热脉动效应模拟研究

5.3.1 热脉动信号的空间分布与特征信号提取

5.3.2 特征频率与流动结构的对应关系

5.3.3 基准模型热脉动的特征频率关联式

5.4 孔隙参数对热脉动效应特征频率的影响

5.4.1 填料颗粒尺寸对特征频率的影响

5.4.2 填料孔隙率对特征频率的影响

5.5 孔隙参数对RBC系统传热能力的影响

5.5.1 多孔介质RBC系统Nuavg-Ra与f*-Ra的对应关系

5.5.2 小颗粒多孔介质RBC系统的传热特性突变

5.5.3 低孔隙率多孔介质RBC系统的传热特性突变

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢

个人简历