方腔內自然對流的模擬(Rayleigh-bernardproblem)

2016-10-06  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網

自然對流的模擬比較簡單,通常為了簡化大多數文獻都是采用的Bossinesq假設。該假設的實質將密度的變化轉變?yōu)楦×?具體簡化過程及控制方程可參考相關文獻(例如本文給出的參考文獻)

1.首先讀入網格,check&scale,將方腔的長度scale為1(主要是將長度無量綱化)。

方腔內自然對流的模擬(Rayleigh-bernard wbrproblem)

2.計算模型選用層流模型;本文中瑞利數為10e5,故選用層流模型
方腔內自然對流的模擬(Rayleigh-bernard wbrproblem)

3.設置物性參數,最重要的是密度應選用Bossinesq模型,下面的密度填997.1,該密度表示參考溫度下的值,也即是冷端面溫度下的密度值,我們設置冷端面為300K.
方腔內自然對流的模擬(Rayleigh-bernard wbrproblem)
4.其他物性參數,最終保證Pr=6.2,Ra=10e5。


方腔內自然對流的模擬(Rayleigh-bernard wbrproblem)

5.設置重力加速度和operating temperature。重力加速度只是為了使Ra=10e5而設定的一個值,并非9.8。
方腔內自然對流的模擬(Rayleigh-bernard wbrproblem)
6.設置邊界條件:兩側邊絕熱,底面320K,頂面300K


方腔內自然對流的模擬(Rayleigh-bernard wbrproblem)

7.設置參考溫度及長度,為后面輸出Nu數做準備,因為Nu數的計算會用到參考溫度和參考長度。
方腔內自然對流的模擬(Rayleigh-bernard wbrproblem)
8.計算結果,溫度云圖如下圖所示。


方腔內自然對流的模擬(Rayleigh-bernard wbrproblem)
9.底面的局部Nu數




方腔內自然對流的模擬(Rayleigh-bernard wbrproblem)


方腔內自然對流的模擬(Rayleigh-bernard wbrproblem)
10.結果同參考文獻[1]的對比。


方腔內自然對流的模擬(Rayleigh-bernard wbrproblem)
參考文獻:

[1]Ouertatani N, Ben Cheikh N, Ben Beya B, et al. Numerical simulation of two-dimensional Rayleigh–Bénard convection in an enclosure[J]. Comptes Rendus Mécanique, 2008, 336(5): 464-470.


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