温差驱动下的自然对流广泛存在于自然界和工业领域,对其的研究构成了流体力学的重要组成部分。作为分析温差驱动下自然对流的经典物理模型,侧加热分隔腔内的自然对流因为能够真实地反映工业中的大量流动而受到国内外学者的广泛关注。侧加热分隔腔内自然对流研究最重要的问题是分析影响腔内流动与传热的因素。以往的研究确定了影响腔内流动与传热的三个主要无量纲控制参数,即瑞利数、腔体高宽比、普朗特数,并得到了流动发展过程中的诸多瞬态特性。但流动随瑞利数和高宽比共同变化的规律尚有待深入分析,尤其是当二者在大范围内变化时腔内空气介质的流动与传热特性仍需进一步讨论。因此,本文着重分析了瑞利数和高宽比在大范围内变化对侧加热分隔腔内自然对流的影响,以期深化对于流动现象和规律的认识并更好地指导工业领域的设计。本文借助有限元方法对二维侧加热分隔腔内的空气自然对流进行了数值模拟,讨论了1×105≤Ra≤1×1011、0.2≤A≤4范围内流动与传热对控制参数的依赖。数值模拟结果显示瑞利数是影响并控制腔内流动与传热的最主要因素。对于低瑞利数如Ra=1×105工况,腔内对流发展极其缓慢,边界层内的流动微弱。低瑞利数下的对流发展经历两个阶段：前期隔板附近空气保持竖向分布并沿水平方向自隔板向腔体中心区域平行推进,后期沿腔体水平边界形成入侵气团并直接填充腔体核心区域。高瑞利数下,流动经历了初始阶段、过渡阶段和定常或准定常阶段三个发展过程。瑞利数越高,流速越大,瞬态对流越明显,传热效率越高。当瑞利数达到Ra=1×1011时,流动最终出现边界层波动。高宽比对流动与传热的影响较弱,并在不同瑞利数下表现出不同规律。低瑞利数下,高宽比越小,对流特性越明显,流动达到稳态需要的时间越长。高瑞利数下,高宽比对边界层波动影响显著。高宽比越大,边界层波动越明显,不同频率波动分布约均匀,自然对流传热效率升高。