【摘 要】
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Marangoni-Bénard对流是指一个上方具有自由表面下方加热的液体薄层,当上下温差超过临界值时,流体失稳流动.本文通过实验研究超临界流动的转捩过程,液层温差超过临界值后继
【机 构】
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中国科学院力学研究所国家微重力实验室,北京100190
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Marangoni-Bénard对流是指一个上方具有自由表面下方加热的液体薄层,当上下温差超过临界值时,流体失稳流动.本文通过实验研究超临界流动的转捩过程,液层温差超过临界值后继续加温,观察流动由定常向非定常,并向湍流发展的转捩途径.由于Marangoni-Bénard对流存在速度场和温度场的耦合,因此实验中采用了多种实验手段相结合,通过粒子图像测速法(PIV)和多普勒测速仪(LDV)相结合,观测流动速度场,通过红外热像仪和热电偶相结合,对流的温度场.定常情况下,实验得到了一次失稳的六边形对流结构和二次失稳的四边形对流结构,以及在弱超临界条件下,波数随超临界数的变化.在非定常情况下,观查到了涡胞内部的热流体波和亚涡胞结构.实验表明,亚涡胞结构都是非定常结构,亚涡胞的生成和湮灭呈准周期性,随着温差的增加,涡胞运动加剧且无规则,是超高临界对流向湍流过度的形式.
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