有限垂直板上及方形密閉空間內之暫態自然對流熱質傳

Abstract

本研究主題乃針對各種混合流體因溫度與濃度梯度同時存在所引發之暫態的自然對 流。全橢圓型Navier-Stokes 動量方程式，伴以能量與質量方程式，以投射式解法 (projection method) 直接求得解答。 在第三章中，主要的計算係針對外流場流經一定高度的垂直薄板之自然對流的熱質 傳現象。所使用的流體以Pr為0.7 的空氣與另一個Sc為3.5 的混合氣體。其研究項 目將在固定的Thermal Grashof 數情形下（Ｇｒ＝１０6 ）、改變浮力比率從-5到 5 ，而該範圍也使得流場產生增強與反制的兩種流場結果、垂直板的介面速度參數 亦由10變換到1000之值，其自然對流熱質傳的特性變得非常複雜。 在第四、五章中，主要計算分析係針對混合液體於方形容器內因橫向溫度與濃度梯 度所引發之不穩定自然對流熱質傳現象。本研究之流體為水 (Pr=7.6) ，與另一Sc 為760 的雙混合液體。其計算結果顯示出在不同條件下流體之交相擴散現象在高的 Grashof number情形下，流體顯得非常不穩定。另由於浮力比率之改變使得流場出 現多層流(multilayer flow) 、副渦流(secondary cell flow) 以及混合流(mixed flow) 三種特殊流場，由於流場處於極度不安定，使得流場分歧現象(flow bifur- cation) 產生。