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蒸汽剪切驱动液滴行为的格子boltzmann模拟

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工程热物理学报 2015年第4期36卷 820-824页

作者：彭本利徐威温荣福兰忠白涛马学虎大连理工大学化学工程研究所辽宁省化工资源清洁利用重点实验室辽宁大连116024

滴状冷凝过程中,存在蒸汽流动对液滴的吹扫作用,液滴在蒸汽剪切作用下克服壁面黏附变形和运动,液滴运动速度越大,冷凝传热性能越高。但是液滴在蒸汽作用下变形和运动的细节还不清晰,蒸汽速度对液滴变形和运动的影响机理还不明确。本文... 详细信息

滴状冷凝过程中,存在蒸汽流动对液滴的吹扫作用,液滴在蒸汽剪切作用下克服壁面黏附变形和运动,液滴运动速度越大,冷凝传热性能越高。但是液滴在蒸汽作用下变形和运动的细节还不清晰,蒸汽速度对液滴变形和运动的影响机理还不明确。本文采用自由能格子boltzmann方法研究了在不同蒸汽速度剪切作用下,液滴在具有不同润湿性固体表面上的变形和运动过程,分析了蒸汽速度和接触角对液滴变形和运动的影响机制,结果显示随着蒸汽速度的增加,液滴变形越大,液滴在固体表面的运动速度越大,停留时间越短,有利于液滴的移除和表面更新,相同蒸汽速度的作用下,液滴在接触角大的固体表面上变形和运动速度越大,也有利于液滴的移除和表面更新。从而定性或半定量地揭示了蒸汽速度影响蒸汽滴状冷凝传热的物理机制。

关键词：蒸汽剪切液滴变形液滴运动格子boltzmann模拟

多孔介质内嵌热源引起的对流换热格子boltzmann模拟

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东北电力大学学报 2022年第3期42卷 64-73页

作者：刘子阳陈姿颖王存海北京科技大学能源与环境工程学院北京100083

文中引入广义模型与能量方程来分别描述多孔介质内部的动量和热量传递,建立了底部嵌入矩形热源的二维多孔介质内自然对流的格子-boltzmann(Lattice boltzmann,LB)模型.通过和实验结果进行对比,验证了文中LB模型求解多孔介质内嵌热源引... 详细信息

文中引入广义模型与能量方程来分别描述多孔介质内部的动量和热量传递,建立了底部嵌入矩形热源的二维多孔介质内自然对流的格子-boltzmann(Lattice boltzmann,LB)模型.通过和实验结果进行对比,验证了文中LB模型求解多孔介质内嵌热源引起的对流换热问题的正确性.系统地研究了Rayleigh数(Ra)、Darcy数(Da)和孔隙率ε等参数对多孔介质内温度场和流场的影响规律.研究结果表明:当Ra>10~5时,Ra的增加能够提升多孔介质的整体对流换热强度;当Da>10时,Da的增加能有效改善多孔介质内的流动换热情况;孔隙率的增加能够强化流动换热,但不会改变多孔介质的主导换热类型.

关键词：对流换热多孔介质内嵌热源格子boltzmann模拟

多孔介质方腔内混合对流格子boltzmann模拟

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计算物理 2017年第1期34卷 39-46页

作者：王婷婷高强陈建徐洪涛杨茉上海理工大学能源与动力工程学院上海200093 杭州三花微通道换热器有限公司杭州310000

采用格子boltzmann方法,对多孔介质方腔内的混合对流现象进行研究.方腔内部中心有一发热圆,径宽比D/L=0.4,冷流体从方腔左下角入口流进,从方腔左上角出口流出,四周壁面绝热.在普朗特数Pr=0.71和格拉晓夫数Gr=1.4×10~4时,分析理查德森... 详细信息

采用格子boltzmann方法,对多孔介质方腔内的混合对流现象进行研究.方腔内部中心有一发热圆,径宽比D/L=0.4,冷流体从方腔左下角入口流进,从方腔左上角出口流出,四周壁面绝热.在普朗特数Pr=0.71和格拉晓夫数Gr=1.4×10~4时,分析理查德森数Ri和达西数Da对发热圆表面平均努赛尔数Nu的影响.结果表明:Ri数位于10-3~10范围内,Nu随Ri的增大而减小.Da越大,Ri对Nu的影响越显著;Da数位于10-5~10-2范围内,强制对流占主导的情况下(Ri≤0.1),Nu随着多孔介质的Da的增大而增大.自然对流占主导的情况下(Ri=10),Nu对Da的变化不敏感.

关键词：多孔介质方腔混合对流格子boltzmann模拟

格子boltzmann模拟在大学物理教学中的应用

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科教文汇 2014年第22期 45-45,64页

作者：马增威汪志勇魏强郑光平重庆理工大学光电信息学院重庆400054

计算机模拟在科学研究上具有与理论和实验同等重要的地位。本文采用格子boltzmann模拟对Rayleigh-Benard(RB)对流体系在发生自组织现象时传热方式的转变进行模拟。将模拟结果应用在大学物理教学中,既可将大学物理课程中的实验现象及物... 详细信息

计算机模拟在科学研究上具有与理论和实验同等重要的地位。本文采用格子boltzmann模拟对Rayleigh-Benard(RB)对流体系在发生自组织现象时传热方式的转变进行模拟。将模拟结果应用在大学物理教学中,既可将大学物理课程中的实验现象及物理概念物理图像形象展现出来,又可以引导学生更多地关注物理学前沿问题。

关键词：格子boltzmann模拟 Rayleigh-Benard对流瑞利数自组织

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格子boltzmann模拟条纹基底上液滴的蒸发

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哈尔滨商业大学学报（自然科学版） 2014年第4期30卷 442-445页

作者：李荣娟両角仁夫哈尔滨商业大学能源与建筑工程学院哈尔滨150076 高知工科大学系统工程学院

采用二维的格子boltzmann方法对条纹基底上液滴蒸发进行模拟.讨论了基底润湿性区域宽度和蒸发率大小的改变对蒸发液滴三相接触线(contact line)运动的影响.计算结果显示当处于条纹基底上的蒸发液滴边缘接触润湿性区域时,三相接触线后退... 详细信息

采用二维的格子boltzmann方法对条纹基底上液滴蒸发进行模拟.讨论了基底润湿性区域宽度和蒸发率大小的改变对蒸发液滴三相接触线(contact line)运动的影响.计算结果显示当处于条纹基底上的蒸发液滴边缘接触润湿性区域时,三相接触线后退的解销联(de-pinning)阶段变为基部直径保持不变液滴高度降低的销联(pinning)阶段.另外,还发现对于同样尺寸的蒸发液滴处在宽度不同的润湿性区域的条纹基底上,销联时间和蒸发消失的时间是不同的.

关键词：格子boltzmann模拟蒸发液滴条纹基底三相接触线蒸发率

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浅水动力学的格子boltzmann模拟

海洋与湖沼 2004年第1期35卷 35-40页

作者：刘峰胡非中国科学院大气物理研究所

建立了一个格子boltzmann模型 ,经过Chapman Enskog展开可以恢复出守恒形式的浅水动力学方程组。理论分析和数值试验的结果都表明 ,本模型严格地满足质量守恒定律和动量定理。数值模拟了一维和二维溃坝流动 ,分别与理论解和文献值进行... 详细信息

建立了一个格子boltzmann模型 ,经过Chapman Enskog展开可以恢复出守恒形式的浅水动力学方程组。理论分析和数值试验的结果都表明 ,本模型严格地满足质量守恒定律和动量定理。数值模拟了一维和二维溃坝流动 ,分别与理论解和文献值进行了对比 ,结果相当吻合。本模型具有很好的并行计算性能 ,在海洋、大气等大规模数值计算领域有着广阔的发展前景。

关键词：动力学格子boltzmann模拟浅水方程守恒定律并行计算

基于微米CT扫描成像实验及格子boltzmann模拟方法的致密砂岩孔隙结构表征

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东北石油大学学报 2019年第5期43卷 1-10,I0001页

作者：赵华伟宁正福段太忠廉培庆王鸣川中国石化石油勘探开发研究院北京100083 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249

采用微米CT扫描成像实验及格子boltzmann模拟方法,对致密砂岩微观孔隙结构进行定性及定量表征。基于CT扫描成像实验灰度图像,分析致密砂岩孔隙类型、孔隙度、孔径分布及孔隙连通性特征;采用格子boltzmann模拟(LBM)方法进行流动模拟,计... 详细信息

采用微米CT扫描成像实验及格子boltzmann模拟方法,对致密砂岩微观孔隙结构进行定性及定量表征。基于CT扫描成像实验灰度图像,分析致密砂岩孔隙类型、孔隙度、孔径分布及孔隙连通性特征;采用格子boltzmann模拟(LBM)方法进行流动模拟,计算致密砂岩样品的渗透率。结果表明:致密砂岩有残余粒间孔、矿物溶蚀孔和微裂缝3种孔隙类型。Otsu双阈值算法能够有效分割基质相、孔隙相和黏土相。孔隙相的体积分数介于4.37%~8.77%,小于实测孔隙度,黏土相的体积分数介于6.44%~12.53%。孔径分布曲线为单峰形态,分布区间介于3~69μm,峰值介于10~15μm。黏土相能够提升致密砂岩的整体连通性,LBM方法模拟计算的渗透率与实测渗透率吻合很好。该结果对致密砂岩微观孔隙结构表征有参考意义。

关键词：微米CT扫描成像实验格子boltzmann模拟表征体元双阈值算法孔隙结构致密砂岩

倾斜角对方腔内非稳态自然对流影响的格子boltzmann方法模拟

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南京工程学院学报（自然科学版） 2019年第2期17卷 55-61页

作者：曹先齐杲东彦蔡宁王亮南京工程学院能源与动力工程学院

采用格子boltzmann方法构建非稳态方腔自然对流的数学模型,并进行模型验证,分析流场和温度场随时间的变化,重点讨论瑞利数 Ra、倾斜角度θ对方腔内非稳态流动特性和传热特性的影响.结果表明:随着瑞利数Ra增大,平均努塞尔数Nu a 变大.瑞... 详细信息

采用格子boltzmann方法构建非稳态方腔自然对流的数学模型,并进行模型验证,分析流场和温度场随时间的变化,重点讨论瑞利数 Ra、倾斜角度θ对方腔内非稳态流动特性和传热特性的影响.结果表明:随着瑞利数Ra增大,平均努塞尔数Nu a 变大.瑞利数Ra=10 4、Ra=10 5和Ra=10 6工况的平均努塞尔数Nu a 曲线发生波动,瑞利数Ra=10 3工况的平均努塞尔数Nu a 曲线未产生波动.瑞利数Ra=10 6工况的稳定时间最短,瑞利数Ra=10 4工况的稳定时间最长.倾斜角度θ=0 °和θ=30 °工况的平均努塞尔数最优,且稳定时间最短;倾斜角度θ=90 °和θ=270 °工况的平均努塞尔数最差.

关键词：自然对流非稳态格子boltzmann模拟倾斜角

正弦温度分布边界条件下腔体内自然对流的格子boltzmann方法模拟

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南京工程学院学报（自然科学版） 2019年第1期17卷 64-69页

作者：陈磐杲东彦王亮曹先齐南京工程学院能源与动力工程学院江苏南京211167

采用格子boltzmann方法构建侧壁面正弦温度分布条件下自然对流的数学模型,进行模型验证,并重点分析瑞利数以及高宽比K对腔体流线分布和等温线分布的影响.结果表明:在侧壁面正弦温度分布条件下,其流线图为上下两个流动方向相反的涡,其等... 详细信息

采用格子boltzmann方法构建侧壁面正弦温度分布条件下自然对流的数学模型,进行模型验证,并重点分析瑞利数以及高宽比K对腔体流线分布和等温线分布的影响.结果表明:在侧壁面正弦温度分布条件下,其流线图为上下两个流动方向相反的涡,其等温线分布也为上下两部分.随瑞利数Ra增加,上下两个涡的中心逐渐向腔体右侧偏移,而等温线在左侧近壁面处,由半圆弧形逐渐变为垂直,方腔中部上下两部分等温线水平向右凸起;当腔体宽度增加时,上下两个涡变为左右分布,且在腔体左下角出现一个二级涡.随腔体宽度的继续增加,二级涡越来越小,上下温度分布的基本对称发生了变化,上部温度分布占据大部分;当腔体高度增加时,其流线分布大致类似,近壁侧等温线变为垂直,方腔中心处向右凸起.

关键词：自然对流瑞利数高宽比正弦温度分布格子boltzmann模拟