幂律流体方腔自然对流换热数值分析

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1、学号密级__________哈尔滨工程大学学士学位论文幂律流体方腔自然对流换热数值分析院（系）名称：核科学与技术学院专业名称：核工程与核技术学生姓名：XXX指导教师：XXX教授哈尔滨工程大学201X年X月学号密级____________幂律流体方腔自然对流数值分析NumericalAnalysisofPow-lawFluidNaturalConvectioninSquareCavity学生姓名：XXX所在学院：核科学与技术学院所在专业：核工程与核技术指导教师：XXX职称：教授所在单位：哈尔滨工程大学论文提交日期

2、：201X年6月16日论文答辩日期：201X年6月21日学位授予单位：哈尔滨工程大学哈尔滨工程大学学士学位论文摘要封闭方腔自然对流问题对核反应堆的安全设计有着重要意义，但是目前已有研究大多围绕牛顿流体进行，而实际上自然界大多数流体为幂律流体，针对幂律流体在方腔内自然对流换热的研究是有实际意义的。本文先对方腔建立了物理模型，然后利用GAMBIT软件对其进行网格划分。为了提高精度和减少计算时间，本文采用非均匀网格划分，将划分好的网格导入FLUENT中后，通过FLUENT软件进行数值模拟。本文主要研究幂律指数和瑞利数

3、对自然对流换热的影响。结果表明幂律指数和瑞利数对幂律流体方腔自然对流均有较大影响，且随着幂律指数和瑞利数的增大，方腔内的自然对流越来越剧烈。当幂律指数大于10时，方腔内的流动由层流转为湍流。关键词：幂律流体；自然对流换热；方腔III哈尔滨工程大学学士学位论文ABSTRACTTheresearchofNon-Newtonianfluidnaturalconvectioninsquarecavityisverysignificantforsecuritydesignofnuclearreactor.rightnow

4、mostoftheresearchisfocusontheNewtonianfluid,butmostoffluidisNon-Newtonianinthenature.SoitismeaningfultoresearchtheNon-Newtonianfluidnaturalconvectioninsquarecavity.Thisarticleestablishaphysicalmodelforasquarecavityatfirst,andthenuseGAMBITsoftwaretomeshthephy

5、sicalmodel.Inordertoimprovetheaccuracy,weusenon-uniformmesh,afterimportgridinFLUENT,westarttosimulatebyFLUENT.ThisresearchmainlydiscustheeffectsofPower-lawexponentandRayleighnumberfortheNon-Newtonianfluidnaturalconvectioninsquarecavity.TheresultshowthePower-

6、lawexponentandRayleighnumberhaveagreatimpactfortheNon-Newtonianfluidnaturalconvectioninsquarecavity,andwiththepower-lawexponentandRayleighnumberincreases,thenaturalconvectionbecomemoreandmoreintense.Keywords：Power-lawfluid;Naturalconvection;SquarecavityIII哈尔

7、滨工程大学学士学位论文目录第1章绪论11.1课题背景11.2研究意义21.3国内外研究现状21.4本文工作4第2章仿真模型的建立62.1FLUENT软件介绍62.1.1FLUENT概述62.1.2FLUENT的功能62.1.3FLUENT组成82.2GAMBIT软件介绍92.2.1GAMBIT概述92.2.2GAMBIT的主要特点92.3自然对流换热数值模型92.4物理模型介绍102.5本章小节11第3章数值计算方法介绍123.1计算传热传质概述123.2数值计算方法简介133.3非均匀网格的划分153.4本章

8、小结15第4章计算结果及分析174.1计算结果的验证174.2流变指数的影响174.2.1流变指数对Y向速度的影响174.2.2流变指数对温度分布的影响184.3瑞利数的影响214.3.1瑞利数对Y向速度的影响21III哈尔滨工程大学学士学位论文4.3.2瑞利数对温度分布的影响224.4本章小结24结论25参考文献26致谢28III哈尔滨工程大学学士学位论文第1章绪论1.1课题背景流体