在電極之間施加電勢差,非等溫液體將會(huì)受到庫侖力和熱浮升力作用,引起流體流動(dòng)和熱量傳遞,這就是電熱對(duì)流(Electro-Thermo-Convection,ETC)。該問題將電、熱與對(duì)流效應(yīng)相耦合,可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)流動(dòng)及傳熱的控制,這是很多工業(yè)部門亟待解決的問題,也是本文研究的意義所在。電荷注入和分解‐結(jié)合是介電液體中兩種主要的自由電荷生成機(jī)制。這兩種電荷產(chǎn)生機(jī)制在實(shí)際物理過程中是同時(shí)存在的,但在不同的電場強(qiáng)度下存在主次關(guān)系,即:當(dāng)電場強(qiáng)度較高時(shí),電荷注入機(jī)制起主導(dǎo)作用;當(dāng)電場強(qiáng)度較低時(shí),分解‐結(jié)合機(jī)制起主導(dǎo)作用。本文對(duì)分解‐結(jié)合機(jī)制下的電熱對(duì)流進(jìn)行研究。格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann method,LBM)具有編程簡單、適合復(fù)雜形狀、易實(shí)現(xiàn)并行計(jì)算等特點(diǎn),特別適合用于處理多物理場耦合問題。本文采用LBM對(duì)分解-結(jié)合機(jī)制下的電熱對(duì)流問題進(jìn)行模擬和分析。首先將控制方程進(jìn)行無量綱處理,并列出相關(guān)的無量綱參數(shù)。然后,對(duì)各個(gè)物理場分別建立格子Boltzmann模型。之后,對(duì)平行平板和方腔-圓兩種電極結(jié)構(gòu)中的電熱對(duì)流問題進(jìn)行LBM模擬。LBM模擬得到的純自然對(duì)流和純...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 電熱對(duì)流的研究進(jìn)展
    1.3 格子Boltzmann方法的研究進(jìn)展
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 分解-結(jié)合機(jī)制下的電熱對(duì)流的基本理論
    2.1 引言
    2.2 分解-結(jié)合機(jī)制下電熱對(duì)流基本方程組
        2.2.1 介電液體中自由電荷產(chǎn)生機(jī)制
        2.2.2 電熱對(duì)流控制方程
        2.2.3 控制方程無量綱處理
    2.3 格子Boltzmann模型的建立
        2.3.1 各物理場格子Boltzmann模型的建立
        2.3.2 統(tǒng)一形式的多場耦合格子Boltzmann模型
        2.3.3 曲線邊界處理格式
        2.3.4 各場之間的耦合關(guān)系
        2.3.5 分解-結(jié)合機(jī)制下的電熱對(duì)流的LBM計(jì)算過程
    2.4 Chapman-Enskog多尺度分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 平行平板模型下的電熱對(duì)流問題
    3.1 引言
    3.2 電熱對(duì)流物理模型簡介
    3.3 平行平板間電熱對(duì)流LBM代碼驗(yàn)證
        3.3.1 純電對(duì)流數(shù)值結(jié)果
        3.3.2 純自然對(duì)流數(shù)值結(jié)果
    3.4 無量綱參數(shù)對(duì)流動(dòng)和傳熱的影響
        3.4.1 電瑞利數(shù)的影響
        3.4.2 解離速率參數(shù)的影響
        3.4.3 瑞利數(shù)的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 方腔-圓模型下的電熱對(duì)流問題
    4.1 引言
    4.2 電熱對(duì)流物理模型簡介
    4.3 方腔-圓電熱對(duì)流LBM代碼驗(yàn)證
        4.3.1 純電對(duì)流數(shù)值結(jié)果
        4.3.2 純自然對(duì)流數(shù)值結(jié)果
    4.4 腔-圓模型中電熱對(duì)流的LBM模擬及強(qiáng)化傳熱研究
        4.4.1 電熱對(duì)流數(shù)值結(jié)果及強(qiáng)化傳熱分析
        4.4.2 幾何因素和物性參數(shù)對(duì)電熱對(duì)流的影響
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號(hào)：3742827