温盐双扩散系统对流扩散的罚函数迎风有限元模拟

计算物理 ›› 1994, Vol. 11 ›› Issue (4): 489-497.

温盐双扩散系统对流扩散的罚函数迎风有限元模拟

张涤明, 李琳, 陈虹

中山大学力学系, 广州 510275

收稿日期:1993-05-15 修回日期:1994-03-22 出版日期:1994-12-25 发布日期:1994-12-25
基金资助:
国家自然科学基金

PENALTY UPWIND FINITE ELEMENT MODELING OF THERMOHALINE DOUBLE-DIFFUSIVE SYSTEM

Zhang Diming, Li Lin, Chen Hong

Zhong Shan University, Department of Mechanics, Guangzhou, 510275

Received:1993-05-15 Revised:1994-03-22 Online:1994-12-25 Published:1994-12-25

摘要/Abstract

摘要： 对温盐双扩散系统的对流扩散问题采用了罚函数迎风有限元数值方法模拟。该方法具有稳定性好,二阶精度,可直接求解原始方程等优点,并用一个具有横向受热的方腔加以验证。所得定常结果和前人用速度压力法所做非定常结果的趋势很吻合。在此基础上,应用该方法对具有横向受热,设置障碍物的方腔中的温盐双扩散问题数值计算,得到了温度雷诺数Ra=10⁶及热浮力比N=1,3,5,7下的流场、温度场和浓度场的情况,考察了N与障碍物的影响。

关键词: 温盐双扩散系统, 罚函数迎风有限元法, 对流扩散

Abstract: A penalty upwind finite element method is adopted to deal with the thermohaline double-diffusive system.The method has good stability and second-order accuracy. Natural convection with lateral heating in a square rectangular enclosure can be examined by this way, and it's solutions approximate to the results obtained with velocity-pressure Method. Afterwards, the method is employed for a two-dimensional, laminar, with lateral heating, steady double-diffusive convection partitioned by an adiabatic baffle. Main computation is for Ra=10⁶ and thermal buoyancy ratio N= 1,3,5,7. Distinct flow results depend on the magnitude of the thermal buoyancy ratio N and the baffle.

Key words: thermohaline double diffusive system, penalty upwind finite element method, convection-diffusion

中图分类号:

O242.1

张涤明, 李琳, 陈虹. 温盐双扩散系统对流扩散的罚函数迎风有限元模拟[J]. 计算物理, 1994, 11(4): 489-497.

Zhang Diming, Li Lin, Chen Hong. PENALTY UPWIND FINITE ELEMENT MODELING OF THERMOHALINE DOUBLE-DIFFUSIVE SYSTEM[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 1994, 11(4): 489-497.

[1]	魏雪丹, 戴厚平, 李梦军, 郑洲顺. 一维空间Riesz分数阶对流扩散方程的格子Boltzmann方法[J]. 计算物理, 2021, 38(6): 683-692.
[2]	朱晓钢, 聂玉峰, 王俊刚, 袁占斌. 分数阶对流扩散方程的特征有限元方法[J]. 计算物理, 2017, 34(4): 417-424.
[3]	邓志红, 孙玉良, 李富, Rizwan-uddin. 改进的节块展开方法求解圆柱几何对流扩散方程[J]. 计算物理, 2013, 30(4): 475-482.
[4]	张守慧, 王文洽. 对流扩散问题的高精度交替组分八点格式[J]. 计算物理, 2009, 26(5): 703-711.
[5]	薛社生, 刘全, 李守先, 束小建. 氯气/BHP液滴化学反应流动一维数值模拟[J]. 计算物理, 2009, 26(2): 241-246.
[6]	耿艳芬, 王志力, 陆永军. 基于无结构网格单元中心有限体积法的二维对流扩散方程离散[J]. 计算物理, 2009, 26(1): 17-26.
[7]	程晓丽, 毛铭芳, 阎喜勤. 运载火箭剩余推进剂羽流污染量计算[J]. 计算物理, 2001, 18(1): 7-9.
[8]	邓敏艺, 刘慕仁, 何云, 孔令江. 基于九速四方格子模型的二维对流扩散方程格子Boltzmann方法模拟[J]. 计算物理, 2000, 17(S1): 161-165.
[9]	陆君安, 吕金虎, 夏军. 对流扩散方程的自忆积分格式[J]. 计算物理, 2000, 17(6): 664-670.
[10]	张宝琳, 陆金甫, 匡剑平. 解二维对流扩散方程的块ADI方法[J]. 计算物理, 1998, 15(1): 114-120.
[11]	田振夫. 构造定常对流扩散方程高精度紧致差分格式的新方法[J]. 计算物理, 1997, 14(S1): 611-613.
[12]	邹秀芬. 对流扩散方程的格点模型[J]. 计算物理, 1996, 13(3): 310-314.
[13]	陈国谦, 陈矛章. 基于中心差分的对流扩散方程四阶紧凑格式[J]. 计算物理, 1994, 11(4): 413-424.
[14]	张世雄. 二维有限分析系数的近似计算[J]. 计算物理, 1993, 10(3): 352-358.
[15]	陈国谦, 杨志峰. 对流扩散方程的指数型摄动差分法[J]. 计算物理, 1993, 10(2): 197-207.