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
💡 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。