微重力静态变形界面流动及稳定性研究

项目名称： 微重力静态变形界面流动及稳定性研究

项目编号： No.10972226

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 陈启生

作者单位： 中国科学院力学研究所

项目金额： 42万元

中文摘要： 本项目将利用完全谱方法对具有静态变形界面流动以及盘-柱界面流动进行数值模拟，研究界面变形及界面旋转对基本流态及流动边界层结构的影响。采用通用Poisson方程法求解压力。利用基于非正交网格和完全谱方法的三维稳定性分析程序对界面流动进行稳定性分析,研究界面变形和界面旋转对临界失稳Reynolds数、失稳模态及频率的影响。在轴向及径向采用Chebyshev多项式, 在周向采用Fourier展开。对于小Prandtl数熔体，通常熔体表面伴随着蒸发或者冷凝。将研究蒸发或者冷凝对基本流态及临界失稳Reynolds数的影响。具有静态变形界面的流动是微重力流体力学领域中一个很重要的课题。通过对微重力环境下变形界面流动及其振荡机制的研究,可以掌握变形界面流动及其振荡对晶体凝固界面形态以及晶体中杂质及掺杂分布的影响, 并为微重力流体管理应用及材料制备提供理论基础。

中文关键词： 微重力流体力学；界面流动；稳定性分析；谱方法；边界层

英文摘要：

英文关键词： Microgavity fluid mechanics；interfacial flow；stability analysis；spectral method；boundary layer