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研究生:張財壽
研究生(外文):Chang,Tsai Shou
論文名稱:垂直流道中之暫態二維不穩定混合對流
論文名稱(外文):Transient Two-Dimensional Unstable Mixed Convection in a Vertical Channel
指導教授:林清發林清發引用關係
指導教授(外文):Lin,Tsing Fa
學位類別:博士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1993
畢業學年度:81
語文別:英文
中文關鍵詞:垂直流道不穩定混合對流
外文關鍵詞:vertical channelunstablemixed convection
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本論文以數值方法詳細討論在一對稱加熱之垂直平板流道中,暫態振盪層
流反向混合對流的熱流特性。暫態 Navier - Stokes,連續和能量方程式
分別以三階上游和power-law差分方法來表示,所造成的矩陣以Fast
Fourier Transform和conjugated gradient method等方法解之。計算的
執行涵蓋下列重要參數─雷諾數Re,普蘭特數Pr,浮力強度Gr/Re/Re,加
熱段長度L及壁對流體熱容比A。問題的公式化及所用之數值方法在第二章
說明之。此外,並以一完全發展、解析解流場為基本流場來完成線性穩定
分析。第三章描述那些重要參數對流場所造成的大略特性和趨勢。對稱而
細長的迴流比較早形成,並且低普蘭特數流體,高浮力比值,高雷諾數和
長加熱段會有比較長的迴流區。在高的反向浮力,起始暫態結束後,近乎
穩定的流場會突然同時發生不對稱和振盪。空間和時間上都可以發現週期
性的流場和熱場。另外,提出一造成流場振盪條件之經驗公式。第四章討
論高壁面熱通量對反向混合空氣流的影響。基本上,當加的熱通量超過某
一臨界值,流場會不穩定而且不對稱。然而我們發現當雷諾數為500,
Gr/Re/Re從-8到-9.5時,會有穩定,不對稱的流場存在。在此範圍外,流
場具有週期性,基頻隨著浮力增加而增加。然後,第五章討論低普蘭特
數 (Pr=0.01)流體的穩態層流和暫態振盪混合對流。其結果特別顯示出浮
力強度和雷諾數的效應。當雷諾數固定時,在很小浮力強度時,流場為穩
態且是單一流向。比較高Gr/Re/Re時,可以發現穩態迴流區。當Gr/Re/Re
超過一臨界值(大約-1.2)時,我們發現具有一基頻的振盪流場。不對稱流
場會出現在某一瞬間。再增加反向浮力,第二基頻出現,流場變成準週期
性。增加雷諾數可使流場變穩定。第六章主要討論,當普蘭特數、雷諾數
、浮力強度和加熱長度固定時,壁面熱容對對稱加熱垂直流道中暫態反向
對流的影響。在高 Gr/Re/Re時,忽略壁面熱容,形成一準週期性流場。
當熱容變大時,第一基頻減小,第二基頻可能消失。一旦熱容超過某一臨
界時,會出現穩態但不對稱流場。超過臨界值以後,不同熱容的流場會一
致地趨向相同的穩態,雖然經過不同的暫態過程。
ABSTRACT(in Chinese)
ABSTRACT(in English)
ACKNOWLEDGEMENT
TABLE OF CONTENTS
LIST OF TABLES
LIST OF FIGURES
NOMENCLATURE
CHAPTER 1 INTRODUCTION
1.1 Literature Review
1.2 Statement of the Problem
CHAPTER 2 MATHEMATICAL FORMULATION AND NUMERICAL METHODS
2.1 problem Formulation
2.2 Numerical Methods
2.3 Onset of Stability
CHAPTER 3 DEVELOPMENT OF OSCILLATIRY ASYMMETRIC RECIRCULATING FLOW
3.1 Introduction
3.2 Program Validation
3.3 Parametric Study
3.4 Concluding Remarks
CHAPTER 4 REVERSETRANSITION AT INCREASING OPPOSING BUOYANCY
4.1 Introduction
4.2 Grid Test
4.3 Reverse Flow Transition
4.4 Conclusion and Remarks
CHAPTER 5 STEADY AND UNSTEADY MIXED CONVECTION IN A LOW PRANDTL NUMBER FLUID
5.1 Introduction
5.2 Grid Test
5.3 Results for Steady Flow
5.4 Results for Oscillotory Folws
5.5 Conclusion and Remarks
CHAPTER 6 ON THE ROLE OF WALL HEAT CAPACITY
6.1 Introduction
6.2 Results and Discussion
6.3 Conclusion and Remarks
CHAPTER 7 CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS
REFERENCES
LIST OF PUBLICATION
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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