發(fā)布時間：2021-01-10 04:52

　　多相流是一種常見的流動現(xiàn)象,在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)重要地位。運用數(shù)值計算方法對多相流,特別是氣泡運動特性進行研究有助于加深對多相流及沸騰換熱相關(guān)機理的認識。本文主要對由Lee等人提出的一種兩相格子Boltzmann方法的局部質(zhì)量不守恒的問題進行分析并提出減小其影響的方法,指出Luz等人提出的直接考慮重力的模型中存在分布函數(shù)定義不當?shù)膯栴},并提出改進模型,結(jié)合能量方程的求解,對穩(wěn)定氣泡、氣泡聚合、氣泡自由上升以及加熱壁面上的氣泡生長過程進行數(shù)值計算。本文的主要研究成果如下:針對Lee-Lin模型在界面區(qū)域存在局部質(zhì)量不守恒的問題,本文通過擴大計算區(qū)域的面積減小質(zhì)量不守恒程度。對兩個氣泡聚合過程的數(shù)值模擬結(jié)果表明,表面張力會影響模型自由能衰減速度,表面張力越大,衰減速度越快,模型計算達到穩(wěn)態(tài)所需時間越短。但表面張力過大時模型穩(wěn)定性會受到影響。Luz等人提出的直接考慮重力的模型在計算兩相體相區(qū)內(nèi)部時會產(chǎn)生額外的速度,這主要是由于壓力分布函數(shù)定義不恰當引起的。利用自由能函數(shù)理論,本文分析了Lee-Lin模型引入的壓力的物理意義。不僅如Lee-Lin等人描述是用于消除模型偽速度的人為引入的壓... 

【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
主要符號表
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 兩相格子Boltzmann方法
        1.2.1 格子Boltzmann方法的起源和發(fā)展
        1.2.2 兩相格子Boltzmann方法研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究的目的和研究內(nèi)容
2 基于自由能理論的兩相格子Boltzmann方法
    2.1 單松弛格子Boltzmann（LBGK）模型
        2.1.1 LBGK模型的構(gòu)成
        2.1.2 Chapman-Enskog多尺度展開
    2.2 利用自由能函數(shù)理論的兩相格子Boltzmann模型
        2.2.1 自由能函數(shù)理論
        2.2.2 壓力分布函數(shù)的演化方程
        2.2.3 Lee-Lin模型
    2.3 本章小結(jié)
3 重力模型的改進及氣泡自由上升過程的數(shù)值模擬
    3.1 Lee-Lin模型局部質(zhì)量不守恒的處理
        3.1.1 局部質(zhì)量不守恒的產(chǎn)生原因
        3.1.2 單個穩(wěn)定氣泡的數(shù)值模擬
    3.2 兩個氣泡聚合的過程
        3.2.1 互相接觸的兩氣泡聚合過程
        3.2.2 氣泡初始間距的影響
        3.2.3 表面張力的影響
    3.3 單個氣泡自由上升過程
        3.3.1 直接考慮重力的模型改進
        3.3.2 重力條件下穩(wěn)定的兩相直界面
        3.3.3 單個氣泡自由上升過程
    3.4 本章小結(jié)
4 加熱壁面的氣泡生長數(shù)值模擬
    4.1 能量分布函數(shù)及相變模型
    4.2 壁面接觸角
        4.2.1 壁面接觸角的邊界條件
        4.2.2 壁面邊界條件的驗證
    4.3 加熱壁面的氣泡生長過程
        4.3.1 氣泡的生長過程
        4.3.2 氣泡生長、脫離過程中的溫度場
        4.3.3 氣泡生長、脫離過程中的速度場
    4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
致謝
參考文獻
附錄
    A.作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄
    B.作者在攻讀學位期間參與的科研項目



本文編號：2968099