简介:利用数值模拟的方法对冷气轴向通流旋转盘腔的流动过程进行了研究.研究发现,对应一进口冷气的雷诺数,存在一临界瑞利数(Rac),高于该瑞利数(Ra),流动出现不稳定现象,且Ra越大,不稳定行为越严重.对于特例,盘腔内的流动可以看成是由类Rayleigh-Benard对流和强迫对流两个区域构成,两个区域通过能量和质量交换相互影响,流动随着Ra的增加从稳态发展为非稳态;采用频谱图分析的方法对数值解的不稳定性进行定性分析,结果显示随着Ra的增大,数值解经历了从稳定解到分贫的周期性不稳定和准周期不稳定的发展过程.离心浮升力引起的类Rayleigh-Benard对流是造成流动从稳定到不稳定发展的重要原因,哥氏力的存在恶化了不稳定过程.
简介:偏滤器是托卡马克装置堆内的重要部件,有去除杂质、避免第一壁烧蚀的作用。在装置运行前,要对偏滤器进行烘烤以去除水分及杂质,但在烘烤过程中偏滤器靶板会产生较大的热应力。为了探究偏滤嚣在不同烘烤速率下的热应力变化,找到能够改善热应力的最大烘烤速率,发展了一维流动换热和三维导热耦合计算的模拟方法,对ITER偏滤器换热模块内的流动和温度分布进行分析,并进一步考察了不同烘烤速率下的热应力分布。计算结果显示,烘烤速率对ITER偏滤器的热应力有较大影响,减慢烘烤速率可以明显降低热应力,当烘烤速率小于0.1K/s时烘烤速率对热应力的影响很小。另外,纯铜中间层在烘烤过程中会发生塑性屈服现象,这会减小结构的热应力。
简介:研究微通道中的气体混合是了解气体在微尺度下相关行为的重要内容,并且对于涉及微尺度下化学反应如燃烧问题的探索具有重要意义。利用直接模拟蒙特卡罗法(directsimulationMonteCarlo,DSMC),采用变软球(variablesoftsphere,VSS)模型,数值模拟了高度为1μm的平行微通道中不同壁面调节系数和不同隔板厚度下C0、N2两种气体的混合过程。结果表明:增大壁面调节系数不仅可以缩短混合长度,还可以使混合过程向上游推进;隔板厚度的存在使得隔板末端附近出现很小的非平衡回流区域,并促进混合过程的进行;隔板厚度的增加对气体分子向另一组分上游的扩散影响较小但会缩短混合长度。