Numerical solutions are obtained for transient natural convection of a compressible fluid in a closed vessel at high Rayleigh number motions are driven by abruptly lowering the temperature at the entire walls of the vessel. Main emphasis will be placed on describing the flow evolutions of a non-Boussinesq fluid. Specifically, numerical solutions are sought by intergrating the full, time-dependent Navier-Stokes equations for nitrogen gas in a vertically-mounted circular cylinder. All terms are retained in the governing equations. Numerical results provided the details of flow and temperature are fields in the transient process. When the aspect ratio (height/diameter) is smaller than one, the evolution of the temperature field is highly oscillatory. The oscillation frequency is comparable to the internal gravity wave frequency ; this is consistent with the previous analytical predictions. Numerically-constructed contour maps showing temperature and velocity fields are presented to illustrate the effect of the aspect ratio of the vessel.
밀폐 실린더 용기내의 압축 유체의 자연대류 현상의 수치해석에 의하면 찬 벽 주위의 유체는 밀도( 체적)는 증가(감소)한다. Ra 수가 작은 경우는 큰 경우보다 대류 현상과 진동 현상은 약하게 일어나고 조정면(front)의 진형 속도는 빨라지고, 진동 주기는 길어진다. 이는 확산 효과에 의한 진동파의 감쇄에 기인된다.
종형비(aspect ratio)가 적은 경우, 유동장내에 환와류가 생김을 볼 수 있는데, 이 는 상부 벽 주위의 찬 유체의 하향 흐름에 의한 것으로 이 때는 측벽의 영향은 작아진다.
