多相流以及氣液相變傳熱問(wèn)題廣泛存在于能源與環(huán)境中的動(dòng)力裝置、催化化工、材料加工以及石油開(kāi)采等領(lǐng)域。多相流以及氣液相變傳熱過(guò)程大都涉及到液滴的融合與破裂,氣泡的生長(zhǎng)、融合與破裂以及流固之間的流動(dòng)與傳熱等復(fù)雜問(wèn)題。因此理解與探究多相流與氣液相變傳熱中的流動(dòng)與傳熱規(guī)律具有十分重要的意義。傳統(tǒng)數(shù)值模擬方法在求解多相流的界面演化過(guò)程大多需要復(fù)雜的界面追蹤或捕捉技術(shù),且對(duì)于相變過(guò)程的實(shí)現(xiàn)上都帶有一些人為添加因素。近幾十年來(lái),從介觀尺度以及氣體動(dòng)力學(xué)理論出發(fā)的格子Boltzmann方法(LBM)被廣泛地應(yīng)用于多相流及氣液相變的模擬中。其中偽勢(shì)多相LBM模型由于理論簡(jiǎn)單,自動(dòng)形成兩相界面等特點(diǎn),被大量應(yīng)用于多相流中的液滴撞擊以及氣液相變等問(wèn)題。然而自偽勢(shì)模型提出以來(lái),其在界面虛假速度、度比和熱力學(xué)一致性等問(wèn)題上存在一定的不足。因此針對(duì)以上問(wèn)題,本文對(duì)偽勢(shì)LBM的理論與發(fā)展進(jìn)行了深入的研究與探討,建立了二維偽勢(shì)LBM、三維偽勢(shì)LBM以及氣液相變LBM模型,并分別進(jìn)行了相關(guān)的應(yīng)用研究。論文主要工作與結(jié)論如下:(1)本文重點(diǎn)對(duì)偽勢(shì)多相LBM中的三種主要作用力格式在恢復(fù)宏觀Navier-Stokes方程上進(jìn)行...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 格子Boltzmann方法的研究進(jìn)展
        1.2.1 多相流格子Boltzmann方法的發(fā)展
        1.2.2 氣液相變格子Boltzmann方法的發(fā)展
    1.3 液滴撞擊及氣液相變的研究進(jìn)展
        1.3.1 雙液滴撞擊的研究與進(jìn)展
        1.3.2 液滴撞擊固體障礙物的研究與進(jìn)展
        1.3.3 氣液相變格子Boltzmann的研究與進(jìn)展
    1.4 本文主要工作
第2章 格子Boltzmann方法基本理論
    2.1 格子Boltzmann方法基礎(chǔ)
    2.2 單相格子Boltzmann方法
        2.2.1 單松弛格子Boltzmann模型
        2.2.2 多松弛格子Boltzmann模型
    2.3 邊界條件
    2.4 本章小結(jié)
第3章 單組份偽勢(shì)多相格子Boltzmann模型
    3.1 原始單松弛Shan-Chen偽勢(shì)多相模型
    3.2 修正偽勢(shì)多相模型
        3.2.1 偽勢(shì)模型作用力格式
        3.2.2 表面張力調(diào)節(jié)多松弛外力項(xiàng)格式
        3.2.3 氣體狀態(tài)方程
        3.2.4 壁面潤(rùn)濕特性模型
    3.3 多松弛偽勢(shì)模型的驗(yàn)證
        3.3.1 熱力學(xué)一致性的驗(yàn)證
        3.3.2 二維大密度比MRT-LBM偽勢(shì)模型的驗(yàn)證
        3.3.3 三維大密度比MRT-LBM的驗(yàn)證
    3.4 本章小結(jié)
第4章 大密度比偽勢(shì)多相模型的應(yīng)用
    4.1 二維雙液滴相互碰撞的數(shù)值模擬
        4.1.1 研究背景
        4.1.2 物理模型與邊界條件
        4.1.3 結(jié)果與討論
        4.1.4 結(jié)論
    4.2 二維微通道液滴撞擊方形障礙物數(shù)值模擬
        4.2.1 研究背景
        4.2.2 物理模型與邊界條件
        4.2.3 結(jié)果與討論
        4.2.4 結(jié)論
    4.3 三維大密度比液滴撞擊固體的模擬
        4.3.1 研究背景
        4.3.2 物理模型與邊界條件
        4.3.3 結(jié)果與討論
        4.3.4 結(jié)論
    4.4 本章小結(jié)
第5章 偽勢(shì)相變格子Boltzmann模型
    5.1 氣液相變模型
        5.1.1 單松弛相變偽勢(shì)模型
        5.1.2 多松弛相變格子Boltzmann模型
        5.1.3 混合相變格子Boltzmann模型
    5.2 多松弛混合相變模型的驗(yàn)證
        5.2.1 二維混合相變模型的驗(yàn)證
        5.2.2 三維混合相變模型的驗(yàn)證
    5.3 本章小結(jié)
第6章 偽勢(shì)相變格子Boltzmann模型的應(yīng)用
    6.1 二維垂直冷壁面飽和蒸汽冷凝數(shù)值模擬
        6.1.1 研究背景
        6.1.2 物理模型與邊界條件
        6.1.3 結(jié)果與討論
        6.1.4 結(jié)論
    6.2 二維水平壁面沸騰現(xiàn)象數(shù)值模擬
        6.2.1 研究背景
        6.2.2 物理模型與邊界條件
        6.2.3 結(jié)果與討論
        6.2.4 結(jié)論
    6.3 三維飽和蒸汽冷凝的數(shù)值模擬
        6.3.1 研究背景
        6.3.2 物理模型與邊界條件
        6.3.3 結(jié)果與討論
        6.3.4 結(jié)論
    6.4 本章小結(jié)
第7章 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果



本文編號(hào)：3832621