蒸氣泡沿圓管下壁面運(yùn)動(dòng)的格子Boltzmann模擬.pdf

1、沸騰傳熱因其傳熱強(qiáng)度高的特性引起了各界的重點(diǎn)關(guān)注，已被廣泛應(yīng)用于制冷、核電、新能源等領(lǐng)域。為探尋沸騰傳熱機(jī)理而產(chǎn)生的氣泡動(dòng)力學(xué)也逐步發(fā)展。各國(guó)學(xué)者在不懈的研究下，提出了多種驗(yàn)證成功并得以應(yīng)用的數(shù)學(xué)模型，積累了不少實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，取得了豐碩成果。沸騰傳熱過(guò)程中，傳熱表面的結(jié)構(gòu)對(duì)傳熱強(qiáng)度有重要的影響。但是，大部分學(xué)者選擇研究水平或豎直壁面，針對(duì)彎曲壁面的模型相對(duì)較少，而實(shí)際生產(chǎn)生活中彎曲壁面如圓管十分常見(jiàn)。因此研究圓管表面上蒸氣泡的動(dòng)力學(xué)特性與傳

2、熱傳質(zhì)有著極為重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文首先介紹了格子Boltzmann的基礎(chǔ)理論，其中詳細(xì)介紹了格子Boltzmann的模型、熱格子Boltzmann模型以及多相/多組分格子Boltzmann模型，并通過(guò)算例驗(yàn)證了各模型的準(zhǔn)確性和適用性。同時(shí)介紹了格子 Boltzmann模擬中常用的幾種邊界處理格式，以及生成適體坐標(biāo)下格子Boltzmann模型所需的GILBM方法。
　　之后，本文介紹了可用于模擬蒸氣泡沿圓管下壁

3、面運(yùn)動(dòng)的復(fù)合格子Boltzmann模型。本文選用了適體坐標(biāo)下的適用于非等溫、伴隨相變的流場(chǎng)的復(fù)合格子 Boltzmann模型，并通過(guò)模擬蒸氣泡在水平壁面上生長(zhǎng)和脫離等算例驗(yàn)證了該模型在邊界非規(guī)則、非等溫、兩相流流場(chǎng)的適用性和準(zhǔn)確性。
　　最后，使用此模型模擬了蒸氣泡在圓管下壁面上的生長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)過(guò)程，研究了Ja數(shù)對(duì)蒸氣泡和流場(chǎng)等參數(shù)間的相互影響規(guī)律。研究結(jié)果表明，蒸氣泡先由類半圓形的汽化核心擴(kuò)展為類圓形后沿壁面滑移?；七^(guò)程中，在壁面