一定时间后,流场完全反转,但是时刻2000-2300的流场显示出此时的流场流动没有规律性,依然是混乱状态。在经过较长时间的调整后出现了和初值完全相反完全的涡流方向,并最终达到稳定的状态。值得注意的是,在前述已提及的以0初值或任意正向初值的第一组模拟中得到的稳定态,图4a所示的稳定流场,和第二组初值反转的模拟获得的稳定态方向是完全一致的。
2.23个涡Bénard花胞
在稳定流场中,3涡Bénard花胞也被获取了。同样,为了验证此工况下,Bénard流动对初值的敏感程度,我们通过程序实现了对顺向稳定流场的反转,人为制作逆向的稳定流场流场,并把它作为初始值,投入到相同计算参数的数值模拟中。在模拟前期,流场非常的紊乱,但经过不久的一段时间就发现流场方向回归了,其表现形式与顺向稳定流场已无太大差别,只是还未稳定,经过较长时间后,流场稳定,流动方向为顺向。
3结论:
在本研究中,通过大量的数值模拟,获得了不同涡数的稳定Bénard流场,并分别用各种不同初值来验证Bénard流动对初值的敏感程度。在本文中,通过给予各工况一对流动方向完全相反的初值后分别进行数值模拟。在不同工况下得到了惊人一致的结论:Bénard流动在特定工况下,稳定的流动方向是唯一的,它不受初始值的影响。该结论加深了人们对Bénard流动的认识。本研究是数值模拟方法在Bénard问题上的成功应用。
参考文献
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