本文基于Chebyshev配置點(diǎn)譜方法,利用數(shù)值模擬研究了多孔介質(zhì)平板通道內(nèi)的流體流動問題。針對動量方程的離散,空間上采用Chebyshev配置點(diǎn)譜方法,時間上采用準(zhǔn)隱式格式離散,結(jié)合改進(jìn)的投影算法（IPS）將速度和壓力的計算解耦為一系列橢圓方程（泊松方程或亥姆霍茲方程）,轉(zhuǎn)換橢圓方程為矩陣方程形式后利用二步求解法求解矩陣方程。通過MATLAB編程實(shí)現(xiàn)對多孔介質(zhì)平板通道內(nèi)的流體流動問題的數(shù)值模擬并驗(yàn)證了程序的準(zhǔn)確性。在此基礎(chǔ)上,討論了達(dá)西數(shù)（Da）,雷諾數(shù)（Re）以及孔隙率（ε）對多孔介質(zhì)平板通道內(nèi)流體的速度分布、邊界層厚度及入口長度的影響。 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)學(xué)報. 2020,43(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

物理模型

通過網(wǎng)格加密,考察距離對稱軸最近的一條水平網(wǎng)格線上U(Xi,Y1)的分布曲線變化趨勢以驗(yàn)證網(wǎng)格無關(guān)性。x、y方向的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)(Nx+1)×(Ny+1)從13×4增加到73×19。計算中取ε=0.9、Da=1×10-4、Re=100,檢驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。從圖2中可以看出,當(dāng)網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)從13×4增加到53×14時,無量綱速度U(Xi,Y1)變化較為明顯,繼續(xù)增加網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù),無量綱速度U(Xi,Y1)幾乎不再變化,表明網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)為53×14時數(shù)值解滿足網(wǎng)格無關(guān)性要求,故而,在本文后續(xù)計算中x、y方向的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)數(shù)取53×14。2.7 程序驗(yàn)證

當(dāng)ε為0.9、Da為1×10-4、Re為100時,流體在多孔介質(zhì)平板通道內(nèi)沿來流方向不同截面處的無量綱速度分布如圖4所示。由圖4可見,沿著來流方向,由于多孔介質(zhì)的彌散作用,近壁面處的速度梯度迅速增大,當(dāng)X趨近于0.590時,除貼近壁面的極短區(qū)域外,其它區(qū)域的流體速度分布接近于常數(shù)值。3.2 Da對多孔介質(zhì)平板通道內(nèi)流體流動的影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]熱質(zhì)滲透壁面飽和多孔介質(zhì)通道流動與熱質(zhì)傳遞的數(shù)值模擬[J]. 楊勃,李維仲.  熱科學(xué)與技術(shù). 2004(04)

博士論文
[1]封閉方腔內(nèi)熱輻射對參與性磁流體流動與傳熱的影響[D]. 羅小紅.東北大學(xué) 2016

碩士論文
[1]規(guī)則排列多孔介質(zhì)通道內(nèi)流體流動和換熱的數(shù)值研究[D]. 常煥靜.大連理工大學(xué) 2016



本文編號：3005687