非牛頓納米流體流動傳熱傳質(zhì)的有限元數(shù)值計算.pdf

1、自納米流體面世以來，因其優(yōu)異的傳熱性能，被大量應用于工業(yè)生產(chǎn)和科學研究領域，有效地解決了傳統(tǒng)意義上的傳熱工質(zhì)已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代工業(yè)設備的能量運輸需求的難題。雖然擁有廣泛的應用前景和發(fā)展?jié)摿?，納米流體強化傳熱的系統(tǒng)理論還沒有足夠完善，仍有很多學者在該領域中投入了大量精力對納米流體相關的各類問題進行研究。許多典型的納米流體的流動傳熱問題，從建模仿真計算的角度來看，可以將其簡化為某些非線性偏微分方程來進行求解。有限元方法就是能夠有效求解非線性偏

2、微分方程的近似解的常用方法。
　　通過對當前納米流體建模仿真及應用的最新科研成果的研究分析，從系統(tǒng)科學的角度出發(fā)，綜合了新能源、流體力學及傳熱學、數(shù)值分析、磁流體動力學等多門學科交叉內(nèi)容，重點研究了幾種典型的非牛頓納米流體的邊界層流動和傳熱傳質(zhì)模型。考慮了模型中流體的非牛頓性、面板的非線性和熱輻射特性等幾個更符合實際的相關問題，建立了相應的數(shù)學模型。提出了基于相似變換和有限元Galerkin方法求解非線性偏微分方程組的數(shù)值計算方法

3、，對所建立的非牛頓納米流體的流動傳熱模型進行了數(shù)值模擬，并討論了相關參數(shù)對納米流體流動狀態(tài)的影響。對文中非線性系統(tǒng)模型進行分析，具有一定的工程應用價值。
　　首先，對非牛頓納米流體沿非線性平板流動的傳熱傳質(zhì)過程進行了研究，建立了考慮平板的熱傳遞和熱輻射效應的數(shù)學模型。提出了基于有限元Galerkin方法的求解算法，編制了相應的Matlab計算程序，計算求得方程的近似解。通過將模擬計算得到的近似解與文獻進行對比分析，證明了所建立模型

4、和提出算法的精確性和有效性。同時，考察了納米流體的粘性系數(shù)、平板拉伸速度和溫度分布的非線性對納米流體流動的影響?；贐uongiorno提出的兩相模型理論，還考察了納米粒子在流體中的布朗運動和熱泳現(xiàn)象對流體流動傳熱傳質(zhì)的影響。
　　接下來，筆者建立了受外部磁場影響的納米流體沿平板流動的磁流體動力學（MHD）模型。除了研究上述幾個影響流體流動傳熱的重要模型參數(shù)，筆者還考察了磁場強度和Navier滑移對納米流體流動傳熱所產(chǎn)生的影響。<