张勇
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艾志久
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武艳
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彭旭
涂料工业
热障涂层(TBCs)在使用过程中表面陶瓷层的脱落是影响其使用寿命的关键,针对以上问题,建立了凝固生长过程流动及传热传质模型,用格子波尔兹曼法(LBM)研究了涂层凝固生长过程.结果显示:不考虑对流影响时,晶体生长的形貌呈现对称十字枝晶形状;在考虑对流的情况下,迎流部分生长快,背流部分生长受到抑制.在大的过冷度影响下,晶界出现波动,出现二次枝晶生长.等离子喷涂涂层在温度梯度下朝向正温度梯度方向呈柱状晶生长.枝晶生长受到对流的影响和侧向温度梯度的影响.迎流方向和大温度梯度方向枝晶形貌发达,背流方向和小温度梯度处枝晶生长受到抑制.
关键词:
涂层
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LBM
,
凝固生长
,
模拟
徐辉
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陶文铨
工程热物理学报
本文研究熵格子Boltzmann方法(ELBM)对于高Reynolds数流动问题的适用性.ELBM由于其满足热力学第二定律,使得它比标准的格子Boltzmann方法(LBM)具有更高的数值稳定性.ELBM在计算过程中,通过调节松弛参数来确保系统符合熵H定律.在调节松弛参数时,必须求解一个非线性方程组,这使得计算量加大.本文基于Ehrenfest 理论,根据简单的正性约束来保证H定律的成立.在数值实例部分,对顶盖驱动流进行了研究,给出了此方法与上述方法计算效率和正确性的一个比较,并且研究了全局熵的变化.
关键词:
LBM
,
ELBM
,
高雷诺数
,
数值稳定性
陈黎
,
栾辉宝
,
陶文铨
工程热物理学报
在质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极中,电化学反应速率较低,且反应气体传递缓慢,阴极成为限制PEMFC性能提高的主要因素之一.在阴极中发生着各种物理、化学、电学、电化学过程.从孔隙尺度研究有助于深刻理解这些过程.本文利用格子-Boltzmann方法(LBM)研究了PEMFC阴极中的流动、反应物和生成物的传质、质子传递和电化学反应过程.提出了综合模拟阴极中发生的过程的VCCP-LBM方案.讨论了利用VCCP-LBM模拟得到的结果.
关键词:
PEMFC
,
阴极
,
LBM
