蒸氣泡沿圓管下壁面運動的格子Boltzmann模擬.pdf

1、沸騰傳熱因其傳熱強度高的特性引起了各界的重點關注，已被廣泛應用于制冷、核電、新能源等領域。為探尋沸騰傳熱機理而產(chǎn)生的氣泡動力學也逐步發(fā)展。各國學者在不懈的研究下，提出了多種驗證成功并得以應用的數(shù)學模型，積累了不少實驗經(jīng)驗，取得了豐碩成果。沸騰傳熱過程中，傳熱表面的結構對傳熱強度有重要的影響。但是，大部分學者選擇研究水平或豎直壁面，針對彎曲壁面的模型相對較少，而實際生產(chǎn)生活中彎曲壁面如圓管十分常見。因此研究圓管表面上蒸氣泡的動力學特性與傳

2、熱傳質有著極為重要的科學意義和應用價值。
　　本文首先介紹了格子Boltzmann的基礎理論，其中詳細介紹了格子Boltzmann的模型、熱格子Boltzmann模型以及多相/多組分格子Boltzmann模型，并通過算例驗證了各模型的準確性和適用性。同時介紹了格子 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、面運動的復合格子Boltzmann模型。本文選用了適體坐標下的適用于非等溫、伴隨相變的流場的復合格子 Boltzmann模型，并通過模擬蒸氣泡在水平壁面上生長和脫離等算例驗證了該模型在邊界非規(guī)則、非等溫、兩相流流場的適用性和準確性。
　　最后，使用此模型模擬了蒸氣泡在圓管下壁面上的生長、運動過程，研究了Ja數(shù)對蒸氣泡和流場等參數(shù)間的相互影響規(guī)律。研究結果表明，蒸氣泡先由類半圓形的汽化核心擴展為類圓形后沿壁面滑移?；七^程中，在壁面