沈飚
,
张鹏
工程热物理学报
流体在气液临界点附近热平衡重新建立的时间大大缩短，这主要依赖于“活塞效应”对能量输运的加速作用，它本质上是一种热声波动作用。本文从基本控制方程组出发，通过数值求解流体动力学控制方程组，对声学时间尺度上超临界CO2中的动量和能量输运过程展开研究，结果表明流体温度空间分布不遵循经典傅里叶导热模型，其随时间的演化过程呈现明显波动特性。
关键词:
活塞效应
,
声学时间尺度
,
热声波
,
数值模拟
沈飚
,
张鹏
工程热物理学报
物质气液临界点附近热物理性质发生剧烈变化,会出现一种对热力学平衡有显著加速作用的热声活塞效应。而在长时间尺度上,因重力作用而产生的Rayleigh-Bénard对流在活塞效应的影响下,其表现出来的物理特性与普通流体相比存在较大的差异。我们通过SIMPLE方法对超临界氮在不同临界距离下的自然对流发生过程进行数值模拟,结果显示当流体热力学状态接近临界点时,对流作用的发生取决于边界层内热羽流的形成,并且具有明显的湍流特征,而随着离开临界点的距离加大,流场的形成逐渐过渡到一般可压缩流体的情形。
关键词:
超临界流体
,
活塞效应
,
Rayleigh-Bénard对流
,
热羽流
,
数值模拟
