多孔介質(zhì)內(nèi)的流體流動與換熱現(xiàn)象有著廣泛的應(yīng)用,如常見于核反應(yīng)堆安全設(shè)計(jì)、物品干燥、核廢料處理、電子器件冷卻、顆粒堆積床中的放熱化學(xué)反應(yīng)等等的具有內(nèi)熱源的多孔介質(zhì)中的流動傳熱過程;如常見于地表層內(nèi)的石油開采、CO2的地表封存、復(fù)合材料的成型等的多孔介質(zhì)內(nèi)的驅(qū)替過程。格子玻爾茲曼方法(LBM)是以介觀尺度模型為基礎(chǔ)建立的一種數(shù)值模擬方法,近年來飛速發(fā)展并在流體建模與數(shù)值模擬研究中起著不可或缺的作用,該方法有別與傳統(tǒng)數(shù)值模擬方法,是以介觀動理學(xué)理論為基礎(chǔ),物理背景清晰,具有天然并行特性,算法簡單易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)勢。本文采用多弛豫時間格子玻爾茲曼(Multiple-Relaxation-Time Lattice Boltzmann,MRT-LB)方法對具有底部熱源的多孔介質(zhì)方腔內(nèi)的自然對流與傳熱問題和多孔介質(zhì)內(nèi)的兩相驅(qū)替流動過程進(jìn)行了數(shù)值研究,主要研究結(jié)論如下:首先,本文采用單相MRT-LBM分別模擬了多孔介質(zhì)方腔內(nèi)單熱源和雙熱源的自然對流現(xiàn)象。在單熱源情況下,分別討論了底部熱源寬度、高度、橫向位移對方腔內(nèi)流動換熱的影響;在雙熱源情況下討論了底部熱源間距對流動換熱的影響。研究結(jié)果表明,隨著熱源寬度的...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１－２．３給出了不同維度下的格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ模型的速度離散方向圖，在??ＤｎＱｍ中，ｄ為空間維度，ｍ為在確定的空間維度下，格子離散速度的總個數(shù)

第２章格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方法介紹??度和密度。為了能夠保證演化方程可以準(zhǔn)確的回歸到宏觀方程，質(zhì)量和動量都能??守恒，平衡態(tài)分布函數(shù)要滿足以下關(guān)系：??［ＹＪ卜?ｐ??＜?Ｙｊｆｒｅｉ＾ｐｕ?（２．２〇）??Ｐ（ｕｕ?＋?ｃ］ｌ）??圖２．１－２．３給出了不同維度下的格子Ｂｏｌ....

圖２．３三維格子結(jié)構(gòu)??不同的格子結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的格子聲速，格子離散速度和權(quán)重系數(shù)也會有不同的??

第２章格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方法介紹??ｅｌ２?ｅｌ３??（ａ）?Ｄ３Ｑ１５?（ｂ）?Ｄ３Ｑ１９??圖２．３三維格子結(jié)構(gòu)??不同的格子結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的格子聲速，格子離散速度和權(quán)重系數(shù)也會有不同的??形式。不同模型的格子離散速度形式如下所示：??Ｄ１Ｑ２：?ｅ?＝?［＼?－１］，?Ｄ１....

圖２．４高階各向同性速度分布示意圖??表２．２高階各向同性權(quán)重系數(shù)表??

?第２章格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方法介紹???Ｐ?＝?ｃ－?〇－ｄ０）ｐ＋＇ｊＧ＾（ｐ）?（２．４１）??Ｖ函數(shù)的選取在ＳＣ模型中至關(guān)重要，Ｓｈａｎ和Ｃｈｅｎ給出的勢函數(shù)為指數(shù)形式??＝?但是在靜止的氣泡和液滴的模擬計(jì)算時，虛假的速度會出現(xiàn)??在兩相界面處，后來Ｓｈａｎ－Ｃｈｅｎ發(fā)....

圖２．６管內(nèi)流動模型圖??

?第２章格子Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方法介紹???應(yīng)的格子物理量為ｔ／ＬＢ，丄ＬＢ，ＣＳ，?＾ＬＢ和／ＬＢ。圖２．６為管內(nèi)流動模型圖，雷諾??數(shù)Ｒｅ為描述其流動的主要特征數(shù)，其定義式為：??Ｒｅ?＝?—?（２．４４）??Ｖ??Ｙ??＼??Ｕ?）?Ｌ??ＺＪ＿＿＿??Ｘ??圖２．６管內(nèi)流....

本文編號：4021632