多孔介质中非牛顿流体和非达西流动的对流研究

摘要

该文主要研究了多孔介质中的非牛顿幂律流体和牛顿流体非达西效应下的自然对流的稳定性及对流结构的演化规律的问题.具体通过数值计算,利用高精度的差分格式探讨了一矩形载面的二维多孔介质腔体中的幂律流体的性质和由于高速渗流引起的非达西效应对于流场稳定性的影响及随着Ra数的增大流动状态的由稳定对流至混沌的演化顺序,由计算结果,大家知道,对于幂律流体,随着Ra数的增大,对流由稳定至温沌的演化为稳定对流、简单周期振荡对流、拟周期振荡至混沌.并且对于幂指数的变化,流场的稳定性是比较敏感的.而对于非达效应的影响,随着Ra数的增大,对流的演化顺序为稳定、简单周期振荡、混沌、简单周期振荡、混沌.并且Be数的增大,流场的稳定性逐步提高,并最终得到了幂律流体的幂指数n,非达西流动的Be数对于流场稳定性影响的两条曲线,并初步探讨了这二者对流场对 流状态起影响的原因.

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章前言

1.1多孔介质中自然对流研究的重要意义

1.2多孔介质中自然对流研究的研究进展

1.3本论文的主要创新

第二章数学物理基础

2.1物理和数学模型

2.1.1基本假设

2.1.2问题的描述

2.1.3非牛顿幂律型流体在多孔介质中的对流

2.1.4牛顿流体非达西流动在多孔介质中的对流

2.2本章小结

第三章数值方法

3.1数值方法

3.1.1网格生成

3.1.2差分格式

3.1.3求解方法

3.1.4边界处理

3.1.5初始条件处理

3.2本章小结

第四章非牛顿幂律流体的对流研究

4.1结果说明

4.2结果讨论与分析

4.2.1幂律流体自然对流的演化转变路径

4.2.2多孔介质腔体中自然热对流与幂律流体性质的关系

4.2.3各种状况下的流场和温度场的分析

4.3本章小结

附图

第五章牛顿非达西流动的对流研究

5.1结果说明

5.2结果讨论与分析

5.2.1牛顿流体非达西效应影响下的自然对流的演化转变路径

5.2.2多孔介质腔体中自然热对流与幂律流体性质的关系

5.2.3各种状况下的流场和温度场的分析

5.3本章小结

附图

第六章总结

参考文献

附录：发表论文清单