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多孔介质底部加热自然对流换热的数值研究
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作者 邵明芹 严微微 +1 位作者 何宗旭 张凯 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期396-402,共7页
本文基于修正Brinkman-Forchheimer-extended-Darcy模型,运用格子Boltzmann方法(lattice Boltzmann method, LBM)模拟了底部局部加热多孔介质方腔的自然对流换热,详细分析了Darcy数(Da)、Rayleigh数(Ra)、孔隙度对多孔介质对流换热特性... 本文基于修正Brinkman-Forchheimer-extended-Darcy模型,运用格子Boltzmann方法(lattice Boltzmann method, LBM)模拟了底部局部加热多孔介质方腔的自然对流换热,详细分析了Darcy数(Da)、Rayleigh数(Ra)、孔隙度对多孔介质对流换热特性的影响,提出了平均Nusselt数随着Da、Ra及ε变化的拟合关系式,结果表明:1)当Da>10-5时,Da对对流换热性质的影响十分显著,对流换热强度随着Da的增大而明显增大;2)当Ra<105时,Ra对对流换热的影响不明显;当Ra≥105时,Ra显著影响对流换热的特性,对流换热强度随着Ra的增大而明显增大;3)孔隙度对对流换热性质的影响较小,对流换热强度随着孔隙度的增大而缓慢增大。4)高温热源尺寸对对流换热性质的影响较大,随着热源尺寸的增大,对流换热强度反而减小,且存在临界热源尺寸使得热源的输出热量最大。本研究工作有助于为换热器的优化设计提供理论指导和数据支持。 展开更多
关键词 多孔介质 自然对流换热 格子BOLTZMANN方法
微尺度剪切驱动流滑移膜阻尼的有效多松弛时间格子Boltzmann模拟 预览
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作者 宋绪成 李普 朱睿 《东南大学学报:英文版》 EI CAS 2019年第1期30-35,共6页
采用Knudsen边界层模型将壁面效应与稀薄效应引入松弛时间的修正中,通过修正后的有效多松弛时间-格子Boltzmann模型(MRT-LBM)进一步研究微尺度剪切驱动流滑移膜阻尼的物理特性.对比MRTLBM模型与蒙特卡洛模型、高阶格子Boltzmann模型的... 采用Knudsen边界层模型将壁面效应与稀薄效应引入松弛时间的修正中,通过修正后的有效多松弛时间-格子Boltzmann模型(MRT-LBM)进一步研究微尺度剪切驱动流滑移膜阻尼的物理特性.对比MRTLBM模型与蒙特卡洛模型、高阶格子Boltzmann模型的板间速度分布的吻合度;将切向动量调节系数r对板间速度分布的影响与高阶格子Boltzmann模型的数据进行分析对比,验证了MRT-LBM模型用于分析微尺度非平衡剪切驱动流滑移膜阻尼时的有效性.最后利用该模型研究努森数Kn、斯托克斯数β和板间间隙对微尺度剪切驱动流滑移膜阻尼的影响.结果表明:在过渡区,对于平板剪切振荡驱动流,随着努森数或板间间隙的增大,上平板下表面的滑移膜阻尼逐渐减小;斯托克斯数越大,滑移膜阻尼越大. 展开更多
关键词 格子Boltzmann模型(LBM) 多松弛时间 滑移膜阻尼 剪切驱动振荡流
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梯度润湿表面上液滴定向迁移及合并行为的格子Boltzmann模拟 预览
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作者 王鑫 陈振乾 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期511-519,共9页
采用改进的格子Boltzmann方法,对梯度润湿性表面上液滴的定向迁移及合并行为进行了数值模拟,该模型在精度和稳定性上都有很大改善,同时,研究了梯度润湿性表面上液滴定向迁移和合并的动力学特性,并对液滴尺寸及润湿梯度对液滴动力学特性... 采用改进的格子Boltzmann方法,对梯度润湿性表面上液滴的定向迁移及合并行为进行了数值模拟,该模型在精度和稳定性上都有很大改善,同时,研究了梯度润湿性表面上液滴定向迁移和合并的动力学特性,并对液滴尺寸及润湿梯度对液滴动力学特性的影响规律进行了分析。数值结果表明,液滴在梯度润湿性表面运动时会发生形变,且动态接触角逐渐减小。润湿梯度对液滴定向迁移行为有显著影响,润湿梯度越大,液滴左右侧接触线位移越大,润湿长度增加越快。但是液滴尺寸对接触线位移影响较小。润湿梯度对液桥宽度基本无影响,但对液滴初始合并时间有显著影响。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 润湿梯度 液滴尺寸 润湿长度 合并
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格子Boltzmann方法研究椭圆截面纤维非稳态过滤的捕集过程与性能
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作者 黄浩凯 赵海波 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期813-820,共8页
本文采用格子Boltzmann气固两相流模型模拟了扩散机制下椭圆截面纤维非稳态捕集颗粒过程,包括颗粒枝簇结构的形态和生长过程,并定量分析了纤维周围流场压降和扩散捕集效率随沉积颗粒质量的动态变化规律。当扩散机制主导时,初始阶段颗粒... 本文采用格子Boltzmann气固两相流模型模拟了扩散机制下椭圆截面纤维非稳态捕集颗粒过程,包括颗粒枝簇结构的形态和生长过程,并定量分析了纤维周围流场压降和扩散捕集效率随沉积颗粒质量的动态变化规律。当扩散机制主导时,初始阶段颗粒会比较均匀地沉积在椭圆截面纤维表面,后面随着沉积颗粒的枝簇结构长大,改变了流场的分布以及捕集面积,颗粒会更多地在迎风端沉积。对于系统压降的动态变化,不同条件下均满足标准化压降随颗粒沉积质量增加呈指数变化关系。对于椭圆截面纤维捕集效率的动态变化,当增长速度稳定后,不同条件下均满足标准化效率随颗粒沉积质量增加呈线性增长的规律。 展开更多
关键词 Boltzmann气固两相流模型 椭圆截面纤维 非稳态捕集
倾斜角对方腔内非稳态自然对流影响的格子Boltzmann方法模拟 预览
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作者 曹先齐 杲东彦 +1 位作者 蔡宁 王亮 《南京工程学院学报:自然科学版》 2019年第2期55-61,共7页
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... 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. 展开更多
关键词 自然对流 非稳态 格子BOLTZMANN模拟 倾斜角
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基于LBM的贯流式水轮机甩负荷特性研究
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作者 李文锋 冯建军 +1 位作者 罗兴锜 朱国俊 《华中科技大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期62-67,共6页
基于格子Boltzmann方法(LBM),采用壁面自适应局部涡黏模型,对原型贯流式水轮机甩额定负荷的瞬态过程进行了大涡模拟,获得了在活动导叶两段关闭方式下水轮机甩负荷过程中转轮转速、水力矩、轴向力等工作参数的变化规律,探讨了贯流式水轮... 基于格子Boltzmann方法(LBM),采用壁面自适应局部涡黏模型,对原型贯流式水轮机甩额定负荷的瞬态过程进行了大涡模拟,获得了在活动导叶两段关闭方式下水轮机甩负荷过程中转轮转速、水力矩、轴向力等工作参数的变化规律,探讨了贯流式水轮机在甩负荷过程中导叶和转轮前后的水压变化.计算得到甩负荷过程中转轮最大转速上升率为36.7%,满足电站甩负荷调节的要求.较慢的导叶关闭速率可以降低水压力波动的幅度.对甩负荷过程中水轮机各过流部件内的瞬态流场进行了分析,结果表明:在水轮机甩负荷过程中,水流冲角的变化使得叶片表面产生低压区从而引起空化空蚀,在转轮和尾水管内部存在湍流涡及复杂的二次流动,影响系统的运行稳定性. 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 甩负荷 贯流式水轮机 两段关闭 瞬态特性
相间力对微孔通道内两相驱替渗流影响规律的LBM研究
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作者 张一夫 梁冰 张遵国 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第6期1-5,10共6页
为研究了相间力对微孔通道内水-气两相渗流规律的影响,利用格子-Boltzmann方法建立了孔隙尺度下微孔通道内的水-气两相渗流驱替的数学模型。采用C++语言编制的程序对微孔通道内水-气两相渗流驱替过程进行了数值模拟。通过对模拟结果的... 为研究了相间力对微孔通道内水-气两相渗流规律的影响,利用格子-Boltzmann方法建立了孔隙尺度下微孔通道内的水-气两相渗流驱替的数学模型。采用C++语言编制的程序对微孔通道内水-气两相渗流驱替过程进行了数值模拟。通过对模拟结果的分析发现:两相驱替的总体效果与相间力有较大关系,流固作用力越大,多孔骨架的亲水性越强,两相渗流的总体驱替效果就越好,驱替速度越大,反之亦然。 展开更多
关键词 相间力 微孔通道 水-气两相渗流 格子-BOLTZMANN方法 驱替效果
多相随机自相似多孔介质表征及其孔-渗关系数值分析 预览
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作者 张朔 刘顺喜 金毅 《中国矿业》 北大核心 2019年第A01期331-335,339共6页
自然多孔介质的微观结构决定了其储集性能和输运属性,精确描述多孔介质微观结构是实现资源发掘及储层产能定量评估的重要前提。本文首先基于分形拓扑理论和四参数随机生长方法四参数随机生长算法构建随机多相自相似多孔介质模型,并采用... 自然多孔介质的微观结构决定了其储集性能和输运属性,精确描述多孔介质微观结构是实现资源发掘及储层产能定量评估的重要前提。本文首先基于分形拓扑理论和四参数随机生长方法四参数随机生长算法构建随机多相自相似多孔介质模型,并采用格子Boltzmann方法(LBM)对孔隙中气体单相流的运移过程开展数值模拟研究,分析了P和F对煤岩介质孔渗关系的影响作用。结果表明多孔介质的孔隙度与渗透率之间满足指数关系,且随着P、F的变化而改变;P和F的变化对渗透率影响显著。 展开更多
关键词 分形拓扑 自相似 分形多孔介质 QSGS 格子BOLTZMANN方法
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燃料电池扩散层与流道中液态水传输数值模拟与协同优化
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作者 杨家培 马骁 +2 位作者 雷体蔓 罗开红 帅石金 《清华大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期580-586,共7页
燃料电池流道或扩散层结构的优化是改善高电流密度下排水性能的重要措施,已有研究多集中于流道或扩散层的独立优化,缺少针对穿孔型扩散层与波浪形流道中水输运的协同优化。该文采用多松弛时间格子Boltzmann高密度比多相模型,模拟了高电... 燃料电池流道或扩散层结构的优化是改善高电流密度下排水性能的重要措施,已有研究多集中于流道或扩散层的独立优化,缺少针对穿孔型扩散层与波浪形流道中水输运的协同优化。该文采用多松弛时间格子Boltzmann高密度比多相模型,模拟了高电流密度工况下燃料电池流道和扩散层孔隙尺度下水的输运过程,分析了扩散层中Re大小和波浪形流道角度、以及扩散层中开孔形状和位置对燃料电池水管理的影响。结果表明:对扩散层以及流道的形状进行协同优化可以更有效地提高燃料电池的排水速率;同时发现扩散层中水开始排出的时刻随着Re的增加而减小,而与波浪形流道角度、开孔形状以及位置无关。该文针对锥孔型扩散层和波浪形流道的优化对未来的燃料电池在高电流密度下的水管理优化设计具有指导意义。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 扩散层 流道 水输运 格子BOLTZMANN方法
金属表面局部腐蚀与腐蚀产物沉淀动态过程数值研究
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作者 崔静 杨帆 +1 位作者 杨霆浩 杨广峰 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期58-65,93共9页
数值模拟可在一定程度上弥补传统检测方法的不足,针对现有格子Boltzmann腐蚀模型不足对其进行改进,所得模型可以描述包含多相多组分流动与传输、电化学反应、金属的溶解腐蚀以及腐蚀产物沉淀的腐蚀全过程。应用此模型,针对浸没于液体腐... 数值模拟可在一定程度上弥补传统检测方法的不足,针对现有格子Boltzmann腐蚀模型不足对其进行改进,所得模型可以描述包含多相多组分流动与传输、电化学反应、金属的溶解腐蚀以及腐蚀产物沉淀的腐蚀全过程。应用此模型,针对浸没于液体腐蚀环境的金属表面单坑点蚀情况进行了数值研究,获得了金属表面腐蚀坑的形貌变化与腐蚀坑内腐蚀产物沉淀的析出情况;分析了腐蚀反应速率、腐蚀溶液扩散系数对腐蚀程度以及腐蚀产物沉淀量的影响;分析了腐蚀产物饱和浓度、腐蚀产物扩散系数和沉淀反应速率对腐蚀产物沉淀的影响。数值模拟结果表明:对于金属表面的单坑点蚀过程,腐蚀程度随腐蚀反应速率的增大而增大,随反应物组分扩散系数的增大而增大;腐蚀产物沉淀的析出量随腐蚀产物的饱和浓度的增大而减小,随腐蚀产物扩散系数的增大而减小,随沉淀反应速率的增大而增大。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 金属点蚀 电化学反应 产物沉淀 结点体积法
三维矩形微通道内电渗流动与换热的LB模拟
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作者 李天富 胡沛 +1 位作者 罗小平 易红亮 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期621-628,共8页
采用一体化的格子Boltzmann方法(LBM)对三维矩形微通道内的电渗流动换热问题进行了模拟,获得了NP模型和PB模型下微通道截面的电势分布、无量纲速度分布及温度分布,分别与D-H近似解及解析解对比以验证正确性及精度。进一步对比分析了不... 采用一体化的格子Boltzmann方法(LBM)对三维矩形微通道内的电渗流动换热问题进行了模拟,获得了NP模型和PB模型下微通道截面的电势分布、无量纲速度分布及温度分布,分别与D-H近似解及解析解对比以验证正确性及精度。进一步对比分析了不同模型下壁面异质电势正电荷分布并模拟了三维壁面异质电势分布微通道内的电渗对流换热问题,结果表明PB模型描述电势场具有较大局限性,而电势分布情况对微通道内的流动模式与对流传热具有明显的影响。 展开更多
关键词 电渗流 Nernst-Plank模型 格子BOLTZMANN方法 壁面异质电势 对流换热
某些电磁波传播问题的格子Boltzmann模拟 预览
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作者 刘艳红 闫广武 《吉林大学学报:理学版》 CAS 北大核心 2019年第2期271-276,共6页
用格子Boltzmann方法考虑空间不含源项的Maxwell方程组,先构建Maxwell方程组的格子Boltzmann模型并进行数值实验,然后将格子Boltzmann方法与其他传统方法得到的数值解进行比较.结果表明,格子Boltzmann方法是一种求解Maxwell方程组的有... 用格子Boltzmann方法考虑空间不含源项的Maxwell方程组,先构建Maxwell方程组的格子Boltzmann模型并进行数值实验,然后将格子Boltzmann方法与其他传统方法得到的数值解进行比较.结果表明,格子Boltzmann方法是一种求解Maxwell方程组的有效方法. 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 MAXWELL方程 电磁波传播
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质子交换膜燃料电池多孔电极有效输运系数预测
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作者 何璞 母玉同 +1 位作者 陈黎 陶文铨 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期125-129,共5页
本文采用格子Boltzmann方法,根据质子交换膜燃料电池中气体扩散层及微孔层的实际微观物理结构,重构了不同孔隙率的气体扩散层及微孔层结构,建立了三维格子Boltzmann模型,对气体扩散层及微孔层的有效扩散系数及渗透率进行了预测,与宏观... 本文采用格子Boltzmann方法,根据质子交换膜燃料电池中气体扩散层及微孔层的实际微观物理结构,重构了不同孔隙率的气体扩散层及微孔层结构,建立了三维格子Boltzmann模型,对气体扩散层及微孔层的有效扩散系数及渗透率进行了预测,与宏观模型中广泛采用的经验方程进行了对比,并拟合了适用于微孔层有效扩散系数的预测方程。研究结果发现,在宏观模型多孔电极有效扩散系数预测中广泛应用的Bruggeman公式相较于实际孔隙结构的预测结果偏高,微孔层渗透率较气体扩散层渗透率小1-2个数量级,且由于微孔层孔隙率较小,其渗透率随孔隙率的变化范围同样较小。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 多孔电极 格子BOLTZMANN方法 有效扩散系数 渗透率
池沸腾传热的LBM直接数值模拟及加热器热响应
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作者 龚帅 张朝阳 郑平 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期135-142,共8页
采用伪势格子Boltzmann方法汽液相变模型对饱和池沸腾传热进行了直接数值模拟。模拟得到了从自然对流区直至稳定膜态沸腾区的饱和池沸腾曲线,并研究了池沸腾过程中加热器内的热响应。模拟得到的临界热流密度(CHF)和理论模型吻合良好,且... 采用伪势格子Boltzmann方法汽液相变模型对饱和池沸腾传热进行了直接数值模拟。模拟得到了从自然对流区直至稳定膜态沸腾区的饱和池沸腾曲线,并研究了池沸腾过程中加热器内的热响应。模拟得到的临界热流密度(CHF)和理论模型吻合良好,且膜态沸腾区的努塞尔数与经典解完美吻合,从而对这一伪势格子Boltzmann方法汽液相变模型进行了定量验证。模拟结果还表明加热面附近的温度分布很不均匀,且存在二维导热现象,尤其在临界热流密度点以及过渡沸腾区更为明显。 展开更多
关键词 池沸腾 格子BOLTZMANN方法 沸腾曲线 汽泡 热响应
低雷诺数下翼型绕流的格子Boltzmann方法数值模拟 预览
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作者 钏助仁 《可再生能源》 CAS 北大核心 2019年第6期931-936,共6页
文章采用混合格子Boltzmann方法模拟NACA0012翼型流场分离,该方法是将标准格子Boltzmann方法与非结构化有限体积方程相结合的一种方法。首先,分析不同网格分辨率下的计算精度;然后,分析了在雷诺数等于103的情况下不同攻角下翼型的气动特... 文章采用混合格子Boltzmann方法模拟NACA0012翼型流场分离,该方法是将标准格子Boltzmann方法与非结构化有限体积方程相结合的一种方法。首先,分析不同网格分辨率下的计算精度;然后,分析了在雷诺数等于103的情况下不同攻角下翼型的气动特性;最后,计算了不同雷诺数下攻角为0°时的翼型流场。结果证明,混合格子Boltzmann方法在固体壁面有较高的计算精度,可以准确地评估翼型绕流流场。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 NACA0012翼型 翼型绕流 数值模拟
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孔喉结构对致密气微尺度渗流特征的影响 预览
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作者 张烈辉 刘香禺 +2 位作者 赵玉龙 周源 单保超 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期50-57,共8页
目前,关于孔喉结构对致密气微尺度渗流特征影响的研究较少,并且传统的数值模拟方法在研究微尺度流动时面临着诸多不适应。为此,从致密气藏实际的温度、压力及储层孔喉特征尺寸出发,研究致密气的流态及采用格子Boltzmann方法模拟致密气... 目前,关于孔喉结构对致密气微尺度渗流特征影响的研究较少,并且传统的数值模拟方法在研究微尺度流动时面临着诸多不适应。为此,从致密气藏实际的温度、压力及储层孔喉特征尺寸出发,研究致密气的流态及采用格子Boltzmann方法模拟致密气流动的合理性,在考虑微尺度效应、滑脱效应等因素影响的基础上,基于LBGK-D2Q9模型建立了致密气流动模型,并将该模型计算的结果同解析解及文献中数值解的计算结果进行对比,进而探讨了孔喉结构对致密气微尺度渗流特征的影响规律。研究结果表明:①当压力介于3~70 MPa、温度介于293.15~373.15 K时,克努森数(Kn)小于0.1,气体流态为滑脱流和弱连续流,采用LBGK-D2Q9模型模拟致密气流动是合理的;②流动通道的特征尺寸对Kn的影响远大于压力变化对其产生的影响,当孔喉比一定时,Kn沿喉道呈缓慢上升的趋势,且孔喉比越大,Kn上升的趋势越明显;③喉道的存在使得孔喉中压力的非线性分布特征显著,压力降主要处于喉道内,并且孔喉比越大喉道内的压降幅度越大;④压力的非线性分布使得气体的流动速度显著降低,从而降低了流动通道内气体的质量流量。结论认为,所建模型的模拟结果与解析解以及文献中DSMC、IP方法等数值解的计算结果吻合程度较高,证实了其可靠性;该研究成果揭示了致密气藏开发工程实践中“通缝扩喉”的重要性。 展开更多
关键词 致密气藏 格子BOLTZMANN 方法 孔喉结构 微尺度流动 渗流特征 滑脱效应
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等离子弧焊接熔池相变过程的LBM模拟与验证
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作者 周俊杰 冯妍卉 +2 位作者 蔡峻杰 张欣欣 武传松 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期442-449,共8页
本文应用格子玻尔兹曼方法(LBM)建立了描述等离子弧焊接熔池内流动与传热的三维数理模型。采用组合式体热源模拟等离子弧的加热及穿孔效应。程序采用并行计算,极大地提高了计算效率。模拟得到的熔池形状与实验结果吻合良好,平均相对误... 本文应用格子玻尔兹曼方法(LBM)建立了描述等离子弧焊接熔池内流动与传热的三维数理模型。采用组合式体热源模拟等离子弧的加热及穿孔效应。程序采用并行计算,极大地提高了计算效率。模拟得到的熔池形状与实验结果吻合良好,平均相对误差约为12%。研究结果表明,熔池中的流体由于受到马兰格尼力和电磁力的作用,形成了多组反向环流,并影响了熔池中的传热效率,促进了熔合线'凸起'的形成。最后对焊接的操作参数进行了讨论,焊接电流及焊接速度的选择对于焊接质量及能耗的影响至关重要,在本文工况下根据模拟结果给出了最优配置的预测。 展开更多
关键词 等离子弧焊接 流动与传热 相变 格子BOLTZMANN方法
粘弹流体轴对称流动的格子Boltzmann方法
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作者 李勇 卓琦又 何录武 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2019年第1期106-114,共9页
基于BGK碰撞模型,通过在迁移方程中引入作用力项,建立了粘弹流体的轴对称格子Boltzmann模型.通过Chapman-Enskog展开,获得了准确的柱坐标下轴对称宏观流动方程.采用双分布函数对运动方程和本构方程进行迭代求解,模拟分析了粘弹流体管道... 基于BGK碰撞模型,通过在迁移方程中引入作用力项,建立了粘弹流体的轴对称格子Boltzmann模型.通过Chapman-Enskog展开,获得了准确的柱坐标下轴对称宏观流动方程.采用双分布函数对运动方程和本构方程进行迭代求解,模拟分析了粘弹流体管道流动,获得了流场中的速度和构型张量的分布,通过与解析解进行比较,验证了模型的准确性.研究了作为粘弹流体流动基准问题的收敛流动,对涡旋位置进行了定量分析,将回转长度的计算结果与有限体积法进行了比较,两种数值结果十分吻合.研究结果表明,模型能够准确表征粘弹流体的轴对称流动,具有较广阔的应用前景. 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 粘弹流体 Oldroyd-B模型 轴对称流动 收敛流动
粒径及级配特性对土体渗透系数影响的细观模拟
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作者 刘一飞 郑东生 +2 位作者 杨兵 祝兵 孙明祥 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期403-412,共10页
渗透系数是体现土体渗透特性的主要参数。已有关于粒径及级配特性对土体渗透系数影响的研究主要采用试验研究方法,在试验研究中各个变量相互影响,很难完全独立改变某一参数,从而造成已有研究结论差异较大。在其他参数不变条件下数值模... 渗透系数是体现土体渗透特性的主要参数。已有关于粒径及级配特性对土体渗透系数影响的研究主要采用试验研究方法,在试验研究中各个变量相互影响,很难完全独立改变某一参数,从而造成已有研究结论差异较大。在其他参数不变条件下数值模拟基本可以独立改变某一参量,弥补试验研究方法的不足。采用离散元数值模拟方法,通过调节控制粒径的方式,随机生成不同粒径、不同孔隙率、不同级配的土体多孔介质。利用格子Boltzmann方法从细观孔隙流体尺度模拟了土中的渗流。研究结果表明,格子Boltzmann方法可以准确有效地模拟土中的渗流;在渗流过程中存在主通道现象和大粒径效应;计算结果与Kozeny-Carman(简称K-C)公式完全一致,且证明K-C公式适用于不同级配的土体;渗透系数随不均匀系数和曲率系数的增大而增大;给出了一个包含级配参数的渗透系数计算公式,该公式与K-C公式基本等价,但所含参数是工程中较易测量的,对实际工程有一定的参考意义。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 渗透系数 粒径 级配 土体
基于晶格Boltzmann方法研究微液滴形变中接触角 预览
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作者 邱文 叶勇 +1 位作者 周思浩 闻炳海 《广西师范大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2019年第2期27-37,共11页
接触角是常见的自然现象,是液体对固体表面浸润的结果,通过测量接触角可以判断固体表面亲疏液体的性质。从热力学自由能理论出发,采用基于化学势的多相流晶格Boltzmann方法研究表面上微小液滴形变中的接触角变化。通过设置不同的化学势... 接触角是常见的自然现象,是液体对固体表面浸润的结果,通过测量接触角可以判断固体表面亲疏液体的性质。从热力学自由能理论出发,采用基于化学势的多相流晶格Boltzmann方法研究表面上微小液滴形变中的接触角变化。通过设置不同的化学势来改变固体表面的亲疏液体性质,模拟计算中既有落在固体表面之上的液滴,也包括悬挂在固体表面下方的液滴。在忽略重力作用的情况下,模拟得到的接触角与球冠法的理论预期一致,并且液滴的接触角可以通过表面化学势线性调节。在考虑重力作用的情况下,虽然不同大小的液滴发生了明显的不同程度的形变,但是模拟计算所得的接触角保持不变,验证了微观接触角与重力无关的理论。 展开更多
关键词 晶格Boltzmann方法 接触角 表面润湿性 液滴形变
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