自然对流浮升力与 Gr 数
竖直热壁加热近壁流体 → 密度变小 → 浮升力驱动上升,流态判据用 Gr 取代 Re
静止冷流体 t_f
竖壁 t_w
受热→密度↓
浮升力 F↑
速度 u(y)
壁面0·外缘0·中部峰
t_w
t_f
温度单调 t_w→t_f
Gr = 浮升力 / 粘性力
Gr =
g·α_V·(t_w−t_f)·l³
ν²
分子 = 浮升力(驱动)
分母 = 粘性(阻碍)
→ Nu = f(Gr, Pr)
t_w<t_f:受冷
密度↑ 整体下沉
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单步
💡 自然对流由
浮升力
驱动:温差使近壁流体密度变化而升/降;其无量纲判据是
Gr
(浮升力/粘性力),取代受迫对流中的 Re。