多孔介质传热传质常见于自然界和工业过程,涉及水利、地质、化工、环境等诸多领域,随着核工业及电子产业的迅猛发展,多孔介质中的自然对流传热传质引起众多研究者的关注。为研究多孔介质中流动和传热传质特性,采用数值方法对带有均匀内热源、上下底面绝热、内外壁面存在温度差和浓度差、腔体中充满了牛顿型流体饱和的多孔介质时竖直环隙间环形封闭腔体内的自然对流进行了分析。采用以流函数表示的无量纲基本方程,用控制容积法对方程离散化并进行了分析计算。对内外热源共同引发自然对流的数值模拟结果显示:内部Rayleigh 数Rai及高宽比A 对速度和温度的分布影响显著,随着Rai 和A 的增加,内壁面上方附近出现逆时针环流且沿内壁面向下方扩充,在流场中形成两个逆向对流环同时存在的模式,此时流体沿内壁面和外壁面都向下流动。受内、外热源的影响,温度场出现T >1 的高温区域和T <1 低温区域,高温区域的范围随Rai 和A 的增大而扩大。Rai 较小时,内壁面处局部Nusselt 数Nui沿轴向先增加后降低为负值,随高宽比A 的增大,零值出现的位置越靠前。当Rai 足够大(Rai>500)时, Nui数基本上处于负值区域且绝对值迅速增加,特别是在Z>0.85 的顶部区域Nui 数变化迅速。外壁面的局部Nusselt 数Nuo 沿轴向逐步增加,并在Z>0.8 的区域急剧增大,在顶部达到最大值。内壁面的平均Nusselt 数随Rai 的增加而减小。另外,内壁面的平均Nusselt 数随着高宽比A 的增加减小。多孔介质封闭腔体中由温度差和浓度差引起的双浮力自然对流的数值模拟结果显示:热浮力与浓度浮力的相互作用与所研究问题的边界条件、热膨胀系数βt 及浓度膨胀系数βc 有关。N >0,表示两种浮力同向,此时二浮力相互加