數值模擬計算小角度矩形傾斜管內空氣混合對流之渦流結構

Abstract

本研究係以三維數值計算來模擬在底部加熱之小角度傾斜矩形管內mixed vortex rolls及pure transverse vortex rolls的結構，當這些結構伴隨 著角度改變後會有那些變化。利用三階有限差分法結合Projection 法來 解Navier - Stokes 和能量方程式。最大的仰角是由水平升起至20度， 最大的俯角是由水平下降至20度。對於Ra=5000 Re=10流場是mixed vor- tex rolls當Ra=4000 Re=5流場則是pure transverse vortex rolls發現 到這二種形態的 流場結構在水平矩形管中(寬高比12)是以週期性的特性 存在，可是當角度逐漸的改變後，transverse rolls 的結構會受角度的 改變而有明顯的改變，使得流場會由週期變成混亂的現像，而且當在高角 度時(15度 or -15 度) 有迴流的發現，關於這些的探討都詳述於此次的 論文中 。