第五章 結論
5.2 未來展望
本研究僅針對二維混合對流之層流暫透與紊流非穩態流場進行分析觀察，未來仍 有許多工作可以協助流場現象之了解與工程開發之進行，茲整理如下：
(1) 擴充至三維程式以擷取完整之擾動發展與統計數據。
(2) 將直接數值模擬之統計結果，開發可壓縮型式之紊流模型。
(3) 探討自然與強制對流下之紊流現象。
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圖 2-1(a) 正方形孔穴物理模型示意圖，頂部高溫，底部低溫。
圖 2-1(b) 正方形孔穴物理模型示意圖，頂部低溫，底部高溫。
圖 4-1 不同位置下之瞬時速度與溫度變化過程，Re = 400,Pr = 6 and Ri =0.1 (左：水平速度, 右：溫度)。
圖 4-2 不同位置下之瞬時速度與溫度變化過程，Re = 400,Pr = 6 and Ri =1.
(左：水平速度, 右：溫度)。
圖 4-3 不同位置下之瞬時速度與溫度變化過程，Re = 400,Pr = 6 and Ri =10 (左：水平速度, 右：溫度)。
圖 4-4 頂面與底面平均紐塞數之變化過程 (上：Ri=0.1、中：Ri=1、下：Ri=10)。
(a)
(b)
(c)
(d)
圖 4-5 不同時間下之流線分布圖，Re = 400, Pr = 6, Ri = 0.1 (a) t*=1.4; (b) t*=3.7 (c) t*=5.0 (d) 穩態 (左：目前結果；右：Ji et al., 2007 )
(a)
(b)
(c)
(d)
圖 4-6 不同時間下之流線分布圖，Re = 400, Pr = 6, Ri = 1. (a) t*=1.4; (b) t*=3.7 (c) t*=5.0 (d) 穩態 (左：目前結果；右：Ji et al., 2007)
(a)
(b)
(c)
(d)
圖 4-7 不同時間下之流線分布圖，Re = 400, Pr = 6, Ri = 10 (a) t*=1.4; (b) t*=3.7 (c) t*=5.0 (d) 穩態 (左：目前結果；右：Ji et al., 2007)
(a)
(b)
(c)
(d)
圖 4-8 不同時間下之溫度分布圖，Re = 400, Pr = 6, Ri = 0.1 (a) t*=1.4; (b) t*=3.7 (c) t*=5.0 (d) 穩態 (左：目前結果；右：Ji et al., 2007 )
(a)
(b)
(c)
(d)
圖 4-9 不同時間下之溫度分布圖，Re = 400, Pr = 6, Ri = 1 (a) t*=1.4; (b) t*=3.7 (c) t*=5.0 (d) 穩態 (左：目前結果；右：Ji et al. )
(a)
(b)
(c)
(d)
圖 4-10 不同時間下之溫度分布圖，Re = 400, Pr = 6, Ri = 10 (a) t*=1.4; (b) t*=3.7 (c) t*=5.0 (d) 穩態 (左：目前結果；右：Ji et al. )
圖 4-11 不同位置下之瞬時水平速度變化過程，Re = 4000,Pr = 6 and Ri =0.44 (左：DNS、 右：LES)。
圖 4-12 不同位置下之瞬時溫度變化過程，Re = 4000,Pr = 6 and Ri =0.44 (左：DNS、 右：LES)。
(a)
(b)
(c)
(d)
圖 4-13 不同時間下之流線分布圖，Re = 4000, Pr = 6, Ri =0.44 (a) t*=50; (b) t*=100 (c) t*=150 (d) t*=200 (左：DNS；右：LES )
(a)
(b)
(c)
(d)
圖 4-14 不同時間下之溫度分布圖，Re = 4000, Pr = 6, Ri =0.44 (a) t*=50; (b) t*=100 (c) t*=150 (d) t*=200 (左：DNS；右：LES )
t* =5.6
t*=9.4
t*=13.1
t*=16.9
t*=30.0
t*=40.9
t*=60.8
t*=72.2
圖 4-15 不同時間下之溫度分布圖，穩定熱分層，Re = 10000, Pr = 6, Ri = 0.1 (左：目前結果；右：Santos and Piccoli, 2011 )
t*=5.6
t*=9.4
t*=13.1
t*=16.9
t*=30.0
t*=40.
t*=60.8
t*=72.2
圖 4-16 不同時間下之溫度分布圖，非穩定熱分層，Re = 10000, Pr = 6, Ri = 0.1 (左：目前結果；右：Santos and Piccoli, 2011 )
圖 4-17 時間平均之溫度分布圖， Re = 10000, Pr = 6, Ri = 0.1 (左: 穩定熱分層，右：非穩定熱分層)
圖 4-18 中央與半腰處時間平均之溫度分布圖， Re = 10000, Pr = 6, Ri = 0.1 (左: 穩定熱分層，右：非穩定熱分層)
圖 4-19 穩定熱分層之底部時間平均紐塞爾數分佈
圖 4-20 非穩定熱分層之底部時間平均紐塞爾數分佈
圖 4-21 時間平均之流線分布圖， Re = 10000, Pr = 6, Ri = 0.1 (左: 穩定熱分層，右：非穩定熱分層)
圖 4-22 中央與半腰處時間平均之速度分布圖， Re = 10000, Pr = 6, Ri = 0.1 (左: 穩定熱分層，右：非穩定熱分層)
圖 4-23 距底面 5mm 中央處之瞬時水平與垂直速度變化過程，Re = 10000,Pr = 6 and Ri =0.1 (上：Prasad and Koseff 實驗數據；下左：穩定熱分層，下右：
非穩定熱分層)
(a)
(b)
(c)
(d)
圖 4-24 四個邊界層 5mm 處之瞬時水平速度變化過程，Re = 10000,Pr = 6 and Ri =0.1 (a)底面；(b)頂面；(c)左側面；(d)右側面 (左：穩定熱分層，右：非穩定熱分層)
(a)
(b)
(c)
(d)
圖 4-25 四個邊界層 5mm 處之瞬時垂直速度變化過程，Re = 10000,Pr = 6 and Ri =0.1 (a)底面；(b)頂面；(c)左側面；(d)右側面 (左：穩定熱分層，右：非穩定熱分層)
(a)
(b)
(c)
(d)
圖 4-26 四個邊界層 5mm 處之瞬時溫度變化過程，Re = 10000,Pr = 6 and Ri =0.1 (a)底面；(b)頂面；(c)左側面；(d)右側面 (左：穩定熱分層，右：非穩定熱分層)
(a)
(b)
(c)
(d)
圖 4-27 四個邊界層 5mm 處之瞬時壓力變化過程，Re = 10000,Pr = 6 and Ri =0.1 (a)底面；(b)頂面；(c)左側面；(d)右側面 (左：穩定熱分層，右：非穩定熱分層)
(a)
(b)
(c)
(d)
圖 4-28 四個邊界層 5mm 處瞬時水平速度之頻率響應圖，Re = 10000,Pr = 6, Ri =0.1 (a)底面；(b)頂面；(c)左側面；(d)右側面 (左：穩定熱分層，右：非穩定熱分層)
(a)
(b)
(c)
(d)
圖 4-29 四個邊界層 5mm 處瞬時垂直速度之頻率響應圖，Re = 10000,Pr = 6, Ri =0.1 (a)底面；(b)頂面；(c)左側面；(d)右側面 (左：穩定熱分層，右：非穩定熱分層)
(a)
(b)
(c)
(d)
圖 4-30 四個邊界層 5mm 處瞬時溫度之頻率響應圖，Re = 10000,Pr = 6, Ri =0.1 (a)底面；(b)頂面；(c)左側面；(d)右側面 (左：穩定熱分層，右：非穩定熱分層)
(a)
(b)
(c)
(d)
圖 4-31 四個邊界層 5mm 處瞬時壓力.之頻率響應圖，Re = 10000,Pr = 6, Ri =0.1 (a)底面；(b)頂面；(c)左側面；(d)右側面 (左：穩定熱分層，右：非穩定熱分層)
圖 4-32 中央與半腰處 Utop
V ' 10 ,
Utop
U '
10 分布圖(左：穩定熱分層，右：非穩定熱分層)
圖 4-33 中央與半腰處
2
' ' 500
U
topV
U
分布圖(左：穩定熱分層，右：非穩定熱分層)圖 4-34 中央與半腰處
T T
∆
' 分布圖(左：穩定熱分層，右：非穩定熱分層)
圖 4-35 中央與半腰處
T U
T U
top∆ '
' 分布圖(左：穩定熱分層，右：非穩定熱分層)