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《正交梯度下双扩散对流的数值模拟_石科峰》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第6V61.26,NoZ2卷第2期工程热物理学报.,2005年3月JOURNALOFENGINEERINGTHERMOPHYSICSMar2005正交梯度下双扩散对流的数值模拟石科峰卢文强,,49(中国科学院研究生院物理科学学院北京1000摘要本文采用有限单元法求解涡量、流函数、能量和组分控制方程,数值模拟了在温度梯度和浓度梯度正交情况下。,=GG:TL。竖直环形容器内的双扩散对流结构通过改变浮升力比N勺/和数的大小分析了溶质浮升力方向及其大小。:,、、和L。结果表N二数对容器内双扩散对流的影响明当溶质浮升力改变时壁面处的流体流动状
2、况边界层厚度数和,。Sh数都发;L。。Sh生了变化随着数的增大竖直壁面处N数逐渐降低而水平壁面处的数逐渐增大关键词边界层;;双扩散对流有限单元法:::中图分类号TKi24文献标识码A文章编号0253一231x(2005)02一0328一3一DNUMERICALSIMULATIONOFDOUBLEIFFUSIVECONVECTION、V.ITHCROSSGRADIENTS一SHIKengLUW七n-QigFean(Coll铭eOfPhjealScjees,Gradua亡eSe五ool亡hejneseAeade兀Iysejees,Bj刀
3、9100049。jna”enofChofeneijCh)AbstraetAeriealstudy15Presentedofthestruetureofdoubledifusiveeoetionin皿annualnveeitywithhornumizotemPeraturedveresoeadies.Theeoroequationsesoveav爪alantialhitgrntntlarldbyfiniteelemeethod.Numeriealresulsarereportertheeetoueyratio=G:srTntmtdfo
4、fefb叮anN/Gandeeersontheearaetersooue一siveeollveetion.eresussthattheveoeitythLnumbhfdbldifuThlthowl,,offlthethieknessofboundarylayerN锐mberandShmberallywithdiferentN:attheownunuvarsametime,unumberdeereasesandShnumberinereaseswhentheLenzberiesfrom3o40.Nnuvart一Keywordsboun
5、darylayer;doubledifusiveconveetion;finiteelentthodmeme1引言有限元求解圆柱坐标系下的涡量、流函数、能量和,组分控制方程数值模拟了在水平温度梯度和竖直双扩散对流是流体在温度梯度和浓度梯度的联,浓度梯度联合作用下竖直环形容器内的双扩散对流合作用下由于热扩散率和溶质扩散率的不同而产。结构;分析了浮升力之比N=G:S/G钾以及Le数生的一种复杂的流体流动状况[l]在多组元晶体生。,对容器内双扩散对流的影响长过程当中液相区内流体的流动状况就是一种双,扩散对流它决定着相变界面处液相区的温度和
6、浓2控制方程及数值方法,。度分布是能否获得高品质的单晶的关键因此研.,21控制方程究双扩散对流能够为以后指导制备高品质的单晶。奠定基础。我们选取的物理模型和坐标系如图1所示竖,目,直环形容器的内外壁面的半径分别为:1和::径前大多数文献均是针对矩形容器内的双扩,:2::,,。散对流的研究如Ghorb[2]和Bennaeer[31等人数向厚度L二一高度为H宽高比A二L/H妙值模拟了不同边界条件下矩形容器内的双扩散对流假定系统内部不存在内部热源、粘性耗散、化学,,,4oun结构及其波动情况Ghenai[}等人则通过实验研究反应以及热辐射
7、现象并且Bsiesq假设成立流,,体密度域T二p。l一T一T0)一C一C0)l其分析了矩形容器内多组元流体凝固过程中的双扩散c)【街(几(对流现象。与此同时,针对环形和圆柱形容器内的中po=城T0,C0)为温度T0和浓度C0时的密度,,双扩散对流的研究却比较少Marcoux[s]仅仅对环街=(一1/户。)(a户)/aT)e和口s=(一1/户。)(a户)/aC)二形多孔介质中的双扩散对流进行了探讨。本为热膨胀系数和溶质膨胀系数,。文采用其它热物性为常数:一:一一收稿日期200‘1129;修订日期20050113.:o墓金项目国家自然科
8、学基金资助项目(N50336040):,,,,。作者简介石科峰(1977-)男河南郑州人博士生主要从事晶体生长中双扩散对流现象的研究工作:石科峰等正交梯度下双扩散对流的数值模拟期,,:程得到计算节点上的温度梯度和浓度梯度然后流函数和涡
