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北京大学学报（自然科学版） 2002年第1期38卷 18-23页

作者：颜大椿张汉勋北京大学力学与工程科学系北京100871

自然对流边界层的稳定性由浮力振型失稳开始 ,并随着浮力振型的湍流化进入非线性阶段 ,与此同时 ,无粘性振型在外层开始失稳。实验结果表明 ,修正格拉斯霍夫数 (Grashof)G >10 0时 ,浮力振型破碎并在最大速度点附近形成湍流层 ;当G >170... 详细信息

自然对流边界层的稳定性由浮力振型失稳开始 ,并随着浮力振型的湍流化进入非线性阶段 ,与此同时 ,无粘性振型在外层开始失稳。实验结果表明 ,修正格拉斯霍夫数 (Grashof)G >10 0时 ,浮力振型破碎并在最大速度点附近形成湍流层 ;当G >170时 ,外层无粘性振型湍流化而近壁层的粘性不稳定性开始失稳 ,形成中层—外层—内层三种流动不稳定机制此消彼长的发展过程。

关键词：浮力不稳定性无粘性不稳定性粘性不稳定性特征振型振型失稳自然对流边界层非线性稳定性

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Pr=0.7的竖直壁面自然对流边界层不稳定性研究

Pr=0.7的竖直壁面自然对流边界层不稳定性研究

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作者：赵鹏鹏扬州大学

学位级别：硕士

在设备能耗不断增加的今天,常规散热方式的散热能力难以满足散热要求,寻求一种新型的散热方式显得越来越迫切。自然对流换热作为一种常见的换热方式,其换热机理还未得到完全揭示。浮力驱动的自然对流在传热传质领域的应用前景正受到了... 详细信息

在设备能耗不断增加的今天,常规散热方式的散热能力难以满足散热要求,寻求一种新型的散热方式显得越来越迫切。自然对流换热作为一种常见的换热方式,其换热机理还未得到完全揭示。浮力驱动的自然对流在传热传质领域的应用前景正受到了学术界的广泛关注。对自然对流的流动机制与本质属性的深入研究将会开启流体力学与传热学相结合的新领域的发展,为未来新型的散热模式开辟启发性新思路,同时也为其在实际工程应用中的推广提供了理论支持。因此本文对半无限大空间自然对流的基本属性以及自然对流换热的影响进行了直接稳定性分析,通过数值模拟的方法探讨了不同工况下自然对流边界层内的传热特征以及流动特性,揭示了边界层不稳定特性。本项研究利用了 CFD模拟平台建立了等温竖直壁面自然对流边界层的数值模型,并在直接数值模拟（DNS）框架下,通过稳定性分析,研究了层流到湍流过渡区内（Ra=8.7×107～1.1× 109）以空气（Pr=0.7）为工作介质的自然对流边界层的对流不稳定性。为了揭示热边界层对流不稳定性的时空演化规律,首先在自然对流边界层的边界条件中引入了微小振幅的随机模式数值扰动。通过对边界层内获得流向分布的温度时间序列进行傅里叶变换,从而得到了边界层内功率谱的流向演变结果,结果表明全频谱扰动（即白噪声）大部分在经过起始的上游边界层时便立即衰减。在靠近竖直壁面前缘的上游部分,边界层内的低频带最初在整个频带内是较为明显的,但随着边界层的不稳定流动向下游传播,低频带在空间上逐渐衰减。相比之下,在边界层向下游发展的过程中,高频带却逐渐凸显出来并取代低频率带成为了热边界层过渡区域中的主导频率带。为了进一步地了解边界层发展过程中保存下来的高频带的性质,在等温竖直壁面前缘附近的边界层内人为地引入了各种频率的单模扰动。研究发现,具有高频带内峰值频率的单模扰动的引入会激发热边界层的最大响应,这表明随机模式数值扰动研究获得的峰值频率实际上就是热边界层的特征频率或共振频率。通过对层流-湍流过渡区内的一系列瑞利数的研究,揭示了特征频率对Ra依赖性关系式的无量纲形式为fc=0.07Ra2/3。单模数值扰动研究也揭示了对流不稳定波的传播速度,数据结果表明了它比热边界层的对流流动速度要大,同时证明了自然对流Ra越小,两种传播速度之间的差异就越大。本文另外还推导出了对流不稳定波动传播速度的半解析尺度,可以表示为csc～Ra1/2y 1/2Pr（其中y表示边界层的流向位置）,该式提供了一种可用于热边界层控制的预测关系。

关键词：自然对流边界层直接稳定性分析不稳定特性特征频率强化传热

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竖直加热平板自然对流边界层的浮力不稳定性

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北京大学学报（自然科学版） 2001年第5期37卷 652-657页

作者：颜大椿张汉勋北京大学力学与工程科学系北京100871

详细研究了自然对流边界层中最早失稳的浮力振型的功率谱、波长、波速与临界层位置等基本特征和它为主导其他振型尚未失稳时按线性理论得到的 3种相互独立振型的振幅分布。系统地测量了它所对应的温度和速度涨落的振幅增长规律和中性曲... 详细信息

详细研究了自然对流边界层中最早失稳的浮力振型的功率谱、波长、波速与临界层位置等基本特征和它为主导其他振型尚未失稳时按线性理论得到的 3种相互独立振型的振幅分布。系统地测量了它所对应的温度和速度涨落的振幅增长规律和中性曲线 ,实验结果表明 ,温度涨落的中性曲线在低格拉斯霍夫 (Grashof)数Gr 时有环状封闭曲线 ,随后是和数值计算结果相似的鼻部。至修正格拉斯霍夫数G >10 0时 ,浮力振型迅速衰减 ,无粘性振型成为主导振型 ,特征曲线中由 3种相互独立的特征解组成的

关键词：浮力不稳定性中性曲线涡量波特征振型自然对流边界层振幅分布格拉斯霍夫数

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铜的电解精炼过程中的传质

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北京化工大学学报(自然科学版) 1984年第3期 185-187页

作者：近藤良夫·福中康博

1、电解精炼铜的技术动态铜的电解精炼工程是在几乎静止的电解液中进行。电解槽内装有平板电极,通过电解精炼将粗铜(99%)精炼成含铜99.99%的电解铜。此外,从阳极泥中回收粗铜内所含的贵金属;自电解液中还可回收其他金属。表1示出了电解... 详细信息

1、电解精炼铜的技术动态铜的电解精炼工程是在几乎静止的电解液中进行。电解槽内装有平板电极,通过电解精炼将粗铜(99%)精炼成含铜99.99%的电解铜。此外,从阳极泥中回收粗铜内所含的贵金属;自电解液中还可回收其他金属。表1示出了电解精炼铜的操作条件以及电解液组成概况。

关键词：电解精炼精炼(冶金) 自然对流边界层电解槽电解池传质

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