《微重力靜態變形界面流動及穩定性研究》是依託中國科學院力學研究所，由陳啟生擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：微重力靜態變形界面流動及穩定性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳啟生
- 依託單位：中國科學院力學研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目將利用完全譜方法對具有靜態變形界面流動以及盤-柱界面流動進行數值模擬，研究界面變形及界面旋轉對基本流態及流動邊界層結構的影響。採用通用Poisson方程法求解壓力。利用基於非正交格線和完全譜方法的三維穩定性分析程式對界面流動進行穩定性分析,研究界面變形和界面旋轉對臨界失穩Reynolds數、失穩模態及頻率的影響。在軸向及徑向採用Chebyshev多項式, 在周向採用Fourier展開。對於小Prandtl數熔體，通常熔體表面伴隨著蒸發或者冷凝。將研究蒸發或者冷凝對基本流態及臨界失穩Reynolds數的影響。具有靜態變形界面的流動是微重力流體力學領域中一個很重要的課題。通過對微重力環境下變形界面流動及其振盪機制的研究,可以掌握變形界面流動及其振盪對晶體凝固界面形態以及晶體中雜質及摻雜分布的影響, 並為微重力流體管理套用及材料製備提供理論基礎。
結題摘要
在本項目中，我們發展了基於完全譜方法的數值模擬程式，採用Poisson方程方法求解壓力場。對具有靜態變形界面流動以及旋轉圓盤之間的流動進行了數值模擬，研究了界面變形及界面旋轉對基本流態及流動邊界層結構的影響。發展了基於非正交格線和完全譜方法的三維穩定性分析程式，在軸向及徑向採用Chebyshev多項式, 在周向採用Fourier展開。對界面流動進行了穩定性分析，研究了界面變形和界面旋轉對臨界失穩Reynolds數、失穩模態及頻率的影響。對於長細比在0.05和0.4之間的小Prandtl數界面流動(Pr = 0.01 和0.001)，其最不穩定模態m與長細比A的積趨向常數0.8。具有靜態變形界面的流動是微重力流體力學領域中一個很重要的課題，通過對微重力環境下變形界面流動及其振盪機制的研究,可以掌握變形界面流動及其振盪對晶體凝固界面形態以及晶體中雜質及摻雜分布的影響, 並為微重力流體管理套用及材料製備提供理論基礎。
