对于这个版本的博客，我们将继续以正方形空腔的自然对流为例来研究热传递。
这里我们将考虑一个具有稳态自然对流的二维方腔。其中参考文献1中提出了一个高度精确的数值解，作为参考文献2中约40个计算机代码的基准。此外，它与参考文献3中提出的矩形空腔的半经验公式很好地一致。这个空腔的结构和施加的边界条件，以及使用的坐标系，如图1所示。在这里，左右垂直墙保持在恒定温度下，T1=305 K和T2=295 K，因此，而上下壁是绝热的。空腔中充满了空气。
图1。具有自然对流的封闭二维方形空腔。
方腔的侧面尺寸，L在0.0111…0.111 m范围内变化，以便在103…106范围内改变腔体的瑞利数。瑞利数描述了腔体内部自然对流的特征，定义如下：
在哪里？
是空气的体积膨胀系数，，
g是重力加速度，，
Cp是空气在恒压下的比热，，
Δt=T1–t2=10 K为壁间温差，，
K是空气的导热系数，，
μ是空气的动态粘度。
腔的模型如图2所示。
图2。用FloEFD建立二维方腔自然对流计算模型
由于重力和空腔垂直壁的不同温度，在腔体内部形成一个具有垂直温度分层的稳态自然对流（涡流）。使用FloEFD进行的Ra=10^5流量预测如图3所示。
图3。温度，X速度Y速度速度矢量，，
以及流线型，通过在Ra=10^5的方腔中的Floefd进行预测。
在结果分辨率水平8和参考1下进行的FloEFD预测的定量比较，不同RA值的参考2（计算基准）和参考3（半经验公式）如图4-6所示。空腔热垂直壁上的努塞尔数平均值（显然，必须在空腔的冷垂直壁上获得相同的值）nuav=qwav·l/（Δt·k），其中qwav是从壁面到流体的热通量，平均在墙上，如图4所示。
在这里，虚线表示参考3半经验公式nuav=0.28·ra1/4（l/d）-1/4，其中，d是垂直墙之间的距离，l是空腔高度（在考虑的情况下，d=l）。人们可以看到
Floefd预测实际上与Ra≤10^5的基准一致，并且接近半经验数据。
图4。平均侧壁努塞尔数与瑞利数。
自然对流在x和y方向的无量纲速度，，
和
（沿空腔中间平面的最大值，即。，，
沿垂直中间平面
沿水平中间平面）如图5所示。
无量纲坐标，，
和
这些最大值的位置（即Y棒和X栏为）如图6所示。可以看出，在Ra≤10^5时，自然对流局部参数的Floefd预测与基准数据相当接近。
图5。无量纲最大速度vs.瑞利号码。
图6。最大速度位置的无量纲坐标。
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参考文献
1。戴维斯G.德瓦尔：方形空腔中空气的自然对流：一个基准数值解。INTJ为数。甲基。在流体中，V.3，聚丙烯。249—264（1983）。
2。戴维斯G.De Vahl琼斯I.P.：方腔自然对流：比较练习。INTJ为数。甲基。在流体中，V.3，聚丙烯。227～248（1983）。
三。金刚砂，A.储T.Y.：垂直层间的传热。J热传递，v.诉87，P.110（1965）。
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