發(fā)布時間：2020-03-27 04:57

【摘要】：封閉腔體內(nèi)的自然對流問題是一個經(jīng)典的對流換熱問題,在許多領(lǐng)域都有十分重要和廣泛的應(yīng)用,因而日益得到重視。在液體中添加納米粒子,會顯著的提高流體的熱導(dǎo)率。因此納米流體的熱流動問題廣泛應(yīng)用于制冷系統(tǒng)、電子元件散熱、汽車制造、冰箱制造等工業(yè)應(yīng)用中。在過去的幾十年里,已有許多學者對納米流體的流動問題進行了深入廣泛的研究。然而,大多數(shù)的研究都采用牛頓流體作為基液,忽略了基液為非牛頓流體的情況。事實上,納米顆粒體積分數(shù)較大的納米流體和碳納米管納米流體常常表現(xiàn)出非牛頓流體的性質(zhì)。因此,對非牛頓流體的研究很有必要。本文采用格子Boltzmann方法數(shù)值模擬了局部受熱方腔內(nèi)冪律納米流體的自然對流問題。其中,納米流體的基液是水,納米顆粒為銅。文中細致地分析考察了幾個重要參數(shù)的變化對流體流動和傳熱的影響,不同參數(shù)的變化范圍如下:Rayleigh數(shù)(64≤≤1010 Ra),納米顆粒體積分數(shù)(≤≤?1.00),冪律指數(shù)(≤≤5.15.0 n),熱源長度(≤≤8.01.0 h)和熱源位置(≤≤75.025.0py)。結(jié)果表明,Rayleigh數(shù)和納米顆粒體積分數(shù)的增加都會導(dǎo)致平均Nusselt數(shù)增加,傳熱增強。并且,不同冪律指數(shù)的納米流體對熱傳導(dǎo)過程也有著明顯影響,在Rayleigh數(shù)較大時,剪切變稀流體(n=5.0)更有利于傳熱。此外,熱源長度和位置也同樣影響流體的流動和傳熱,傳熱速率隨著熱源長度的增加而增加并且當熱源在方腔下半部分時更有利于傳熱。
【圖文】：

問題工況圖4.1為局部受熱方腔內(nèi)受水平溫度驅(qū)動的冪律納米流體自然對流工況圖，納米流體的基液為水，納米顆粒為銅(Cu)

(4.26)4.2 模型驗證我們通過模擬方腔內(nèi)納米流體(水-Cu)的自然對流來驗證當前算法的準確性。圖4.2(a)給出了水平中心線上的溫度曲線，，并與 Khanafer 等人[26]以及 Jahanshahi 等人[58]的結(jié)果進行對比。通過此圖可以發(fā)現(xiàn)當前數(shù)值結(jié)果與文獻中給出的結(jié)果吻合的很好，從而論證了當前算法的有效性。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TK124;O373

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 朱冬生;李新芳;汪南;王先菊;;納米流體相變蓄冷材料的基本特性與應(yīng)用前景[J];材料導(dǎo)報;2007年04期

2 王補宣,李春輝,彭曉峰;納米顆粒懸浮液穩(wěn)定性分析[J];應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學學報;2003年02期

3 胡志勇;當今電子設(shè)備冷卻技術(shù)的發(fā)展趨勢[J];電子機械工程;1999年01期

本文編號：2602497