二维Rayleigh-Benard对流的直接数值模拟

本文采用文献[7]中给出的迎风紧致格式对两平行平板之间的二维热对流问题进行了数值模拟。以二维的Boussinesq方程组作为控制方程在等距网格上进行计算。本文中给出Prandtl数Pr=1,一系列Rayleih数下的计算结果。为了研究有限长区域内的Rayleigh-Benard对流动运动规律,计算区域左右两端采用绝热壁面条件。本文中研究了不同长宽比对Benard对流运动规律的影响。对于不同长宽比的Benard对流,计算中都得到了沿水平方向按一定周期性规律分布的二维涡。由流场中最大无量纲速度随Rayleigh数变化规律可推出临界Rayleigh数在1700左右,这一结果与理论值相符,计算得到的流动图象与实验图象一致。