范菊艳
,
彭岚
,
李友荣
,
唐经文
工程热物理学报
本文借助三维数值模拟的方法,对微重力条件下新型分离结晶Bridgman生长过程中熔体内部的热毛细对流进行模拟计算.结果表明:(1)Ma数较小时,流动为稳态流动;当Ma数超过一定数值后,流动发展为非稳态热毛细对流.(2)狭缝宽度越大,流动越容易失稳.(3)随着高径比的增大,狭缝处流胞的流动范围增大.
关键词:
分离结晶
,
热毛细对流
,
速度和温度分布
李友荣
,
唐经文
,
黄旭方
,
曾丹苓
工程热物理学报
为了了解径向温度梯度作用下环形浅液池内硅熔体热毛细对流的热力学特性,利用有限差分法进行了非稳态三维数值模拟.液池外半径ro=50 mm,内半径ri=15 mm,深度为d=3 mm.结果表明,当温度梯度较小时,流动为稳定轴对称流动,系统总熵产较小;随着温度梯度的增加,流动将失去其稳定性,首先转化为径向脉动波,此时系统总熵产呈周期性变化;温度梯度再增加时,流动转化为热流体波,系统总熵产较大,但不再随时间变化.
关键词:
环形液池
,
热毛细对流
,
数值模拟
,
熵产
彭岚
,
范菊艳
,
唐经文
,
李友荣
工程热物理学报
为了了解微重力条件下新型分离结晶生长过程中熔体热毛细对流的基本特征,利用有限差分法进行了数值模拟,熔体深径比A取1和2,自由界面无因次宽度B分别取0.05、0.075和0.1.当熔体上表面为自由表面时,得到了分离结晶Bridgman生长过程中熔体热毛细对流的流函数和温度分布.计算结果表明:当Ma数较小时,在上下两个自由表面的表面张力的驱动下,熔体内部产生了两个流动方向相反的流胞,流动为稳态流动,随着Ma数的增加,上下自由表面速度增大,温度分布的非线性增加;当Ma数超过某一临界值后,流动将转化为非稳态流动;与熔体上表面为固壁时相比,A=1时的临界Ma数减小,而A=2时的临界Ma数增大;流动失稳的物理机制是流速的变化和阻力的变化之间存在滞后.
关键词:
分离结晶
,
热毛细对流
,
微重力
,
转变
,
临界Ma数
唐经文
,
周永利
,
龚振兴
,
李友荣
材料导报
为了解环形液池内耦合热溶-质毛细对流的转变特征,建立了环形液池内的耦合热-溶质毛细对流的物理数学模型,采用有限容积法进行二维数值模拟,得到了环形液池内耦合热-溶质毛细对流失稳的临界条件,并对耦合热-溶质毛细对流失稳机理进行了分析.结果表明:环形液池内流态从稳态到非稳态的转变为霍普夫分岔；随着深宽比、半径比和普朗特数的增加,流动更容易失稳；当刘易斯数大于1时,临界毛细雷诺数随着刘易斯数的增大而减小,流动失稳是由于溶质Marangoni效应的主导作用和流动的惯性共同作用的结果；而当刘易斯数小于1时,随着刘易斯数的增大,临界毛细雷诺数增大,流动失稳则是由于热Marangoni效应的主导作用和流动的惯性共同作用的结果.
关键词:
热-溶质毛细对流
,
转变
,
环形液池
,
数值模拟
唐经文
,
刘彬武
,
刘朝
,
刘娟芳
工程热物理学报
本文建立了外力作用下流体流动和凝结过程的分子动力学模型.在蒸汽压力为3.7177 MPa时,模拟得到了不同外力条件下水蒸气凝结过程的流型,分别为环状流、射状流、塞状流、泡状流、带有小汽泡的液体流,模拟结果与相关文献中实验流型吻合较好.模拟发现水蒸气在0.3833 MPa压力下凝结时,出现一种新的波动流流型.最后对凝结过程中流型间转换机理进行了讨论.
关键词:
凝结
,
分子动力学
,
微通道
,
流型
