简介:以由浮力和表面张力引起的方腔内自然对流为研究对象,分析两种驱动力引起的不稳定性对热对流形成的贡献,探求研究热对流稳定性的新方法。利用数值模拟优势,调节相应准则数获得浮力与表面张力共同作用以及各自单独作用下的热流场,并以正交分解法抽出各流场的基本流动模式。通过各流场的速度、涡量以及基本流动模式对比,得到结论基本一致,而利用正交分解法抽出流场的基本流动模式更能清晰地表明各驱动力引起的不稳定对热对流的贡献程度。
简介:利用数值模拟的方法对冷气轴向通流旋转盘腔的流动过程进行了研究.研究发现,对应一进口冷气的雷诺数,存在一临界瑞利数(Rac),高于该瑞利数(Ra),流动出现不稳定现象,且Ra越大,不稳定行为越严重.对于特例,盘腔内的流动可以看成是由类Rayleigh-Benard对流和强迫对流两个区域构成,两个区域通过能量和质量交换相互影响,流动随着Ra的增加从稳态发展为非稳态;采用频谱图分析的方法对数值解的不稳定性进行定性分析,结果显示随着Ra的增大,数值解经历了从稳定解到分贫的周期性不稳定和准周期不稳定的发展过程.离心浮升力引起的类Rayleigh-Benard对流是造成流动从稳定到不稳定发展的重要原因,哥氏力的存在恶化了不稳定过程.
简介:采用分子动力学方法对纳米尺度下氩液滴在氩蒸气中蒸发过程进行了模拟,其中液相分子采用球形截断的Lennard-Jones势能函数描述。模拟过程首先在三维模拟空间产生准稳态平衡的液滴和周围气相环境,随后控制液滴的外界物理条件形成蒸发现象,同步记录气液两相分子坐标和动量变化,从微观信息中统计计算出相应的宏观物理信息。研究了蒸发初始液滴半径的不同研究其对液滴蒸发过程的影响,结果表明纳米尺度下液滴蒸发现象与微米以上尺度液滴蒸发现象存在差异;引入等效辐射能的概念在分子动力学方法中实现了对辐射能传递过程的模拟,证实了辐射传递能量会对纳米尺度液滴蒸发过程产生很大的影响。
简介:扩散系数在化工设计和研究中是不可缺少的传递特性.但其数据却相对缺乏,因此需要寻找一种方法来预测这个特性就显得十分重要.利用分子动力学方法模拟了简单流体的自扩散系数.模拟分别采用Green-Kubo法(VACF:velocityautocorrelationfunction)和Einstein法(MSD:meansquaredisplacement).模拟结果与实验数据吻合较好,误差在10%左右.两种方法的平均值与实验结果误差在7%左右.同时还模拟了流体自扩散系数随温度的变化关系.结果表明,自扩散系数与温度满足Arrenhius关系,数据相关性在0.99以上,计算得到的自扩散激活能分别为1258J/mol(VACF)、1272J/mol(MSD)和平均值1265J/mol.