幂律流体方腔自然对流换热数值分析.doc

学 号 密 级__________ 哈尔滨工程大学学士学位论文 幂律流体方腔自然对流换热数值分析 院（系）名 称：核科学与技术学院 专 业 名 称：核工程与核技术 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 教授 哈尔滨工程大学 201年 月  学 号 密 级____________ 幂律流体方腔自然对流数值分析 Numerical Analysis of Pow-law Fluid Natural Convection in Square Cavity 学 生 姓 名： 所 在 学 院：核科学与技术学院 所 在 专 业：核工程与核技术 指 导 教 师： 职 称：教授 所 在 单 位：哈尔滨工程大学 论文提交日期：201年6月日 论文答辩日期：201年6月日 学位授予单位：哈尔滨工程大学 摘要 封闭方腔自然对流问题对核反应堆的安全设计有着重要意义，但是目前已有研究大多围绕牛顿流体进行，而实际上自然界大多数流体为幂律流体，针对幂律流体在方腔内自然对流换热的研究是有实际意义的。 本文幂律指数和瑞利数自然对流的影响。结果表明幂律指数和瑞利数对幂律流体方腔自然对流均有较大影响，且随着幂律指数和瑞利数的增大，方腔内的自然对流越来越剧烈。 关键词：幂律流体；自然对流换热；方腔 ABSTRACT The research of Non-Newtonian fluid natural convection in square cavity is very significant for security design of nuclear reactor.right now most of the research is focus on the Newtonian fluid ,but most of fluid is Non-Newtonian in the nature.So it is meaningful to research the Non-Newtonian fluid natural convection in square cavity. This article establish a physical model for a square cavity at first,and then use GAMBIT software to mesh the physical model.In order to improve the accuracy,we use non-uniform mesh,after import grid in FLUENT,we start to simulate by FLUENT.This research mainly discus the effects of Power-law exponent and Rayleigh number for the Non-Newtonian fluid natural convection in square cavity.The result show the Power-law exponent and Rayleigh number have a great impact for the Non-Newtonian fluid natural convection in square cavity,and with the power-law exponent and Rayleigh number increases ,the natural convection become more and more intense. Key words：Power-law fluid; Natural convection; Square cavity 目 录 第1章 绪论 1 1.1 课题背景 1 1.2 研究意义 2 1.3 国内外研究现状 2 1.4 本文工作 4 第2章 仿真模型的建立 6 2.1 FLUENT软件介绍 6 2.1.1 FLUENT概述 6 2.1.2 FLUENT的功能 6 2.1.3 FLUENT组成 8 2.2 GAMBIT软件介绍 9 2.2.1 GAMBIT概述 9 2.2.2 GAMBIT的主要特点 9 2.3 自然对流换热数值模型 9 2.4 物理模型介绍 10 2.5 本章小节 11 第3章 数值计算方法介绍 12 3.1 计算传热传质概述 12 3.2 数值计算方法简介 13 3.3 非均匀网格的划分 15 3.4 本章小结 15 第4章 计算结果及分析 17 4.1 计算结