倾斜多孔介质方腔内纳米流体自然对流的格子Boltzmann方法模拟

• 作者: 张贝豪 郑林
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 纳米流体 自然对流 非均匀温度分布 格子玻尔兹曼方法
• 年，卷（期）: 2020,（16）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 146-158
• 页数: 13页
• 字数: 6767字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.69.20200308

摘要

利用格子玻尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)对倾斜多孔介质方腔内Al2O3-H2O纳米流体的自然对流进行数值模拟,考虑了孔隙率(0.3≤∈≤0.9)、瑞利数(103≤Ra≤106)、纳米颗粒体积分数(0≤φ≤0.04)和倾斜角(0° ≤γ≤120°)等因素的影响,研究了正弦温度分布边界条件下倾斜多孔介质方腔内纳米流体的自然对流传热机理.结果表明:若∈和γ保持不变时,随着Ra数的增大,热壁面处的平均努塞尔数(Nuave数)呈现出先减小后增大的趋势;对于给定的Ra数,当γ=0°时,随着孔隙率的增大,热壁面处Nuave数逐渐增大,当γ=40°,80°和120°时,Nuave数在=0.7左右时达到最大值;若和Ra数保持不变,当γ=40°时,方腔内的自然对流换热效率最强,当γ=80°时热壁面自然对流换热效率被削弱.最后,研究了纳米颗粒体积份数的影响,当方腔施加一定倾角时,热壁面处的Nuave数随着纳米颗粒体积分数的增大而增大.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	郑林	南京理工大学能源与动力工程学院	3	5	2.0	2.0
2	张贝豪	南京理工大学能源与动力工程学院	1	0	0.0	0.0