韩亚芬
,
夏新林
,
戴贵龙
工程热物理学报
根据德拜物理模型，采用格子玻尔兹曼方法（LBM）对纳米二氧化硅薄膜内的声子热输运特性进行了模拟分析，得到了薄膜内的温度响应特性；在此基础上，分析了其法向有效导热系数。计算结果表明，当努森数大于0．01时，薄膜边界处出现温度跳跃，呈现出明显的微纳米尺度传热特性；当薄膜厚度小于20nm时，减小厚度可使其有效导热系数迅速降低；当薄膜厚度大于20nm时，其有效导热系数趋于恒定。
关键词:
纳米二氧化硅薄膜
,
格子玻尔兹曼法
,
声子热输运
,
导热系数
郑友取
,
李国能
,
胡桂林
,
张治国
,
许友生
工程热物理学报
为研究黏性应力与脉动流强化传热的相关性,编写了基于D2Q9格式的格子玻尔兹曼数值模拟程序,获得了雷诺数Re=120时脉动流中等温圆柱体当地努塞尔数和无量纲黏性应力的分布特性.格子玻尔兹曼数值模拟程序采用双概率密度函数模型,圆柱体曲边界采用二阶精度的外推方法处理.数值模拟结果显示,无量纲的黏性应力与脉动流强化传热效果具有正相关特性.脉动流通过增加圆柱体迎风面的黏性应力,从而实现强化传热.
关键词:
脉动流
,
圆柱体
,
强化传热
,
格子玻尔兹曼方法
王秋香
,
戴传山
,
李琪
工程热物理学报
用格子玻尔兹曼方法对微圆管管束外混合对流的换热情况进行了数值模拟研究。在充分验证程序正确性的基础上,对混合流动绕流时不同壳侧进液角度,不同雷诺数Re以及瑞利数Ra等方面对传热的影响进行模拟研究,对衡量传热效果的Nu数及温度场进行了对比,总结出了换热规律。为高效微管换热器的开发提供了理论指导。
关键词:
格子Boltzmann
,
混合对流
,
自然对流
,
管束
曹玉会
,
张信荣
工程热物理学报
本文提出一种能够体现流体物性变化的格子Boltzmann模型。首先，通过模拟常压下空腔内的自然对流，检验了模型的可靠性。其次，模拟了超临界压力下CO2的自然对流，讨论了伪临界温度附近急剧的物性变化对流动及传热的影响。模型的提出为深入探讨CO2的流动和传热特性提供了有力工具。本文结果为有效利用超临界CO2提高换热系统的性能提供了理论依据。
关键词:
自然对流
,
超临界流体
,
CO2
,
格子Boltzmann方法
,
传热
杨帆
,
施徐明
,
刘连国
工程热物理学报
本文采用多弛豫时间格子玻尔兹曼方法（multi relaxation time lattice Boltzmann method—MRT LBM）对二维顶盖驱动半圆腔内流动进行了数值模拟,得到了雷诺数为500～50000范围内半圆腔内流场分布情况。在二维顶盖驱动半圆腔流场中,随雷诺数的增大,流场内旋涡的数目逐渐增加,且流动依次呈现出稳定流、周期流、混沌流等状态。本文计算结果表明,MRT-LBM模型可显著提高计算的稳定性,适用于大范围的雷诺数流动情况。
关键词:
格子Boltzmann方法
,
多弛豫时间
,
顶盖驱动
,
半圆腔
徐晗
,
党政
,
白博峰
工程热物理学报
本文建立了基于气体混合物动力学理论的多组分流动与基于Brinkman方程的REV尺度多孔介质流动的耦合二维LB模型,研究了SOFC阳极与阴极内多组分气体传质过程,对SOFC浓差极化进行预测.计算结果表明:对含有惰性气体的三组分等摩尔反向扩散过程,本文计算的各组分摩尔分数分布与采用Stefan-Maxwell方程计算的结果吻合较好;对多组分气体在多孔电极内的传质过程,本文计算的浓差极化与采用Extended FM、DGM与SMM计算的结果相比更加接近实验结果.
关键词:
格子 Boltzmann方法
,
多组分
,
多孔介质
,
质量传递
,
固体氧化物燃料电池
黄桥高
,
潘光
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.10.005
润湿性对固体表面上液体的各种动力学行为具有重要影响，疏水表面的特殊润湿性是其在减阻、降噪、防污等领域有着广泛应用前景的根本原因。基于Shan-Chen模型的格子Boltzmann方法对疏水表面润湿性进行数值模拟，获得了材料属性和微形貌对疏水表面润湿性的影响规律。研究表明，要使疏水表面处于 Cassie-Baxter 润湿状态，微形貌高度必须大于某一临界值，而当疏水表面一旦处于 Cassie-Baxter 润湿状态后，继续增加微形貌高度也不会提高其疏水性能；疏水表面的表观接触角随气液界面分数先增大后减小，且存在一个最佳的气液界面分数使表观接触角达到最大。
关键词:
疏水表面
,
格子Boltzmann方法
,
材料属性
,
微形貌
,
润湿性
于程
,
张程宾
,
陈永平
,
施明恒
工程热物理学报
本文建立了粗糙固体表面上液滴铺展过程的理论模型并采用了格子Boltzmann方法进行数值模拟,研究了粗糙与光滑表面上液滴铺展过程的形貌变化.研究结果表明,无论表面光滑还是粗糙,液滴都沿着半径方向逐渐铺展,整体首先呈帽形,随着时间的推移,液滴在表面铺展成一平面.粗糙表面与光滑表面铺展特性间的差异主要在于粗糙表面液滴受到粗糙元干扰,其铺展形状随时间推移由圆形向八边形过渡.粗糙元间隙的增大导致液滴润湿半径增大,液滴厚度沿半径方向变化梯度降低.
关键词:
格子Boltzmann方法
,
液滴
,
粗糙
,
表面
齐聪
,
何玉荣
,
闫盛楠
,
田枫林
工程热物理学报
在考虑纳米颗粒和基液之间相互作用力的基础上,建立了两相格子Boltzmann模型,通过对比,结果表明本文建立的两相格子Boltzmann模型与相关文献吻合较好.本文利用该模型研究了矩形腔内纳米流体的流动和换热,讨论了瑞利数、纳米颗粒组分对换热的影响,并分析了纳米颗粒在流场中的分布.
关键词:
格子Boltzmann方法
,
自然对流
,
两相
,
瑞利数
吴伟
,
蒋方明
,
陈治
,
汪颖
,
赵丰刚
,
曾毓群
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2013.13119
对复合电极介观微结构采用实验以及数值方法进行重构是开发锂离子电池孔尺度模型的基础和前提.本文采用Monte Carlo方法重构了LiCoO2电池正极的三维微结构,重构单元的特征尺寸为纳米量级,从而得到了明确区分活性材料、固体添加物以及孔相(电解液)的微结构,随后对重构电极进行了特征化分析,得到了微结构的连通性、比表面积等特征信息,并采用D3Q15 LBM模型计算了重构电极的有效热导率、电解液(或固相)的有效传输系数,电解液或固相的扭曲率.重建电极与实际电极的孔隙率、组分体积分数、相关函数等重要统计特性相一致.LB数值结果说明了有效传输参数与电极微构型的密切相关性.
关键词:
孔尺度模型
,
微结构重建
,
Monte Carlo
,
扭曲率
,
有效物性
,
格子Boltzmann
