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用格子Boltzmann研究多孔介质内的自然对流换热问题

严微微  刘阳  许友生  
【摘要】:用格子Boltzmann方法研究了方腔内二维多孔介质由于不均匀温度分布产生的浮力效应而引起的自然对流传热问题。通过数值模拟得到了多孔介质内流体的流场和温度场。详细讨论了孔隙度对自然对流传热的影响,并对孔隙度变化情况下的自然对流传热问题也进行了探讨。研究结果表明,在孔隙度恒定,且Da数比较小(≤10~(-6))的情况下,当Ra数较低时,孔隙度对自然对流传热的影响很小,当Ra数足够大时需要考虑孔隙度变化的影响;而在Da数较大(≥10~(-2))情况下,孔隙度对自然对流传热的影响非常明显。在孔隙度线性变化情况下,中间孔隙度φ_c对自然对流传热有一定的影响,且对流与传热随着φ_c的增大而变得剧烈。

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