力学学报
力學學報
역학학보
ACTA MECHANICA SINICA
2003年
6期
641-649
,共9页
自然对流边界层%浮力振型%无摩擦振型%黏性振型%中性曲线%热转捩
自然對流邊界層%浮力振型%無摩抆振型%黏性振型%中性麯線%熱轉捩
자연대류변계층%부력진형%무마찰진형%점성진형%중성곡선%열전렬
自然对流边界层中从层流到湍流的转捩经历了浮力振型、无摩擦振型和黏性振型的三重流动不稳定性相继产生的前转捩过程,以及近壁迅速出现强湍流源,随之平缓地向自模拟的湍流边界层过渡的热转捩过程.浮力振型在修正Grashof数G＞40时开始失稳并成为主要振型,在振幅分布中3种振型的临界层位置处出现3个峰值;在G＞100时浮力振型消失,无摩擦振型失稳并成为主要振型,振幅分布中在近壁区还出现黏性振型的峰值;在G＞170时无摩擦振型经非线性演化在外层形成较弱的湍流,但内层黏性应力仍远高于湍流应力,振幅分布中仅有与黏性振型相应的峰值,在频谱中黏性振型的基频、第一、第二、第三阶亚谐频随G的增加相继出现,此时黏性不稳定波的高频成分已转化为湍流,但低频成分仍按线性规律增长,直至湍流惯性子区开始形成;至G＞800时黏性振型消失,并在G=850附近时近壁区出现强湍流源,湍流应力、湍能产生项和近壁湍流热流率剧增.在热转捩后期,湍流应力和湍能产生项明显下降,流动在内外层趋于平衡.
自然對流邊界層中從層流到湍流的轉捩經歷瞭浮力振型、無摩抆振型和黏性振型的三重流動不穩定性相繼產生的前轉捩過程,以及近壁迅速齣現彊湍流源,隨之平緩地嚮自模擬的湍流邊界層過渡的熱轉捩過程.浮力振型在脩正Grashof數G＞40時開始失穩併成為主要振型,在振幅分佈中3種振型的臨界層位置處齣現3箇峰值;在G＞100時浮力振型消失,無摩抆振型失穩併成為主要振型,振幅分佈中在近壁區還齣現黏性振型的峰值;在G＞170時無摩抆振型經非線性縯化在外層形成較弱的湍流,但內層黏性應力仍遠高于湍流應力,振幅分佈中僅有與黏性振型相應的峰值,在頻譜中黏性振型的基頻、第一、第二、第三階亞諧頻隨G的增加相繼齣現,此時黏性不穩定波的高頻成分已轉化為湍流,但低頻成分仍按線性規律增長,直至湍流慣性子區開始形成;至G＞800時黏性振型消失,併在G=850附近時近壁區齣現彊湍流源,湍流應力、湍能產生項和近壁湍流熱流率劇增.在熱轉捩後期,湍流應力和湍能產生項明顯下降,流動在內外層趨于平衡.
자연대류변계층중종층류도단류적전렬경력료부력진형、무마찰진형화점성진형적삼중류동불은정성상계산생적전전렬과정,이급근벽신속출현강단류원,수지평완지향자모의적단류변계층과도적열전렬과정.부력진형재수정Grashof수G＞40시개시실은병성위주요진형,재진폭분포중3충진형적림계층위치처출현3개봉치;재G＞100시부력진형소실,무마찰진형실은병성위주요진형,진폭분포중재근벽구환출현점성진형적봉치;재G＞170시무마찰진형경비선성연화재외층형성교약적단류,단내층점성응력잉원고우단류응력,진폭분포중부유여점성진형상응적봉치,재빈보중점성진형적기빈、제일、제이、제삼계아해빈수G적증가상계출현,차시점성불은정파적고빈성분이전화위단류,단저빈성분잉안선성규률증장,직지단류관성자구개시형성;지G＞800시점성진형소실,병재G=850부근시근벽구출현강단류원,단류응력、단능산생항화근벽단류열류솔극증.재열전렬후기,단류응력화단능산생항명현하강,류동재내외층추우평형.
