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基于界面追踪法的Kelvin-Helmholtz不稳定性直接数值模拟 被引量：1
1
作者 过海龙 张莹 +1 位作者 李文彬 李培生 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期16-25,共10页
利用界面追踪法对三组分不混溶流体的开尔文亥姆霍兹不稳定性(Kelvin-Helmholtz instability,KHI)进行直接数值模拟。并针对中间流体层密度及黏度、重力、表面张力及剪切力对KHI的影响进行了着重探讨。研究结果表明,理查德森数增大不仅... 利用界面追踪法对三组分不混溶流体的开尔文亥姆霍兹不稳定性(Kelvin-Helmholtz instability,KHI)进行直接数值模拟。并针对中间流体层密度及黏度、重力、表面张力及剪切力对KHI的影响进行了着重探讨。研究结果表明,理查德森数增大不仅能够抑制界面的演化,同时还会限制界面的退化。除此之外,卷起高度和KHI的增长速率与弗劳德数之间呈正相关关系。表面张力能够抑制KHI向内发展,随着表面张力系数的增大,KHI向内的发展会逐渐变慢。但当波数较小时,表面张力对KHI向上发展的影响很小,且当界面的波数大于4时不会触发KHI的典型形式。剪切力越大,界面卷起高度和增长速率越大。 展开更多
关键词 开尔文亥姆霍兹不稳定性 界面跟踪法 卷起高度 增长速率 界面比较
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含内热源的多孔方腔自然对流非正交MRT-LBM模拟
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作者 张莹 包进 +3 位作者 过海龙 连小龙 黄逸宸 李培生 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期241-251,共11页
为了增强多孔方腔内流体流动与传热效果,采用非正交多松弛格子Boltzmann方法(MRT-LBM)对含有内热源的多孔方腔自然对流传热现象进行了数值模拟。研究了不同冷源布置方案(Scheme A^Scheme F)、内热源结构形式(Case 1、Case 2、Case 3)、... 为了增强多孔方腔内流体流动与传热效果,采用非正交多松弛格子Boltzmann方法(MRT-LBM)对含有内热源的多孔方腔自然对流传热现象进行了数值模拟。研究了不同冷源布置方案(Scheme A^Scheme F)、内热源结构形式(Case 1、Case 2、Case 3)、内热源位置(a、b)、Darcy数、Rayleigh数等对多孔方腔内流体流动与传热的影响。计算结果表明:冷源布置方案对腔内流体流动与传热具有重要影响,当冷源左右对称布置时,腔内温度场及流场亦对称分布;在高Rayleigh数下采用Scheme A的双上部冷源布置方案能明显提高腔内的传热强度;内热源的形状对腔内对流传热影响很大,高Rayleigh数下,Case 3的布置方式更好。内热源的位置a和b对腔内的传热影响明显,提出了热壁面平均Nusselt数与位置a的拟合关系式,存在最佳的位置a(a=0.25),使得腔内的对流传热最强;热壁面平均Nusselt数亦随b值变化表现出特定的变化规律。随着b值的增加,热壁面平均Nusselt数呈现先增后减再增的趋势。 展开更多
关键词 多松弛(MRT)格子 Boltzmann模型 内热源 自然对流 多孔方腔
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多孔介质方腔内置芯片热流耦合的LBM数值模拟 被引量：3
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作者 陈岳 马明 +2 位作者 张莹 过海龙 万启坤 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期123-132,共10页
基于格子Boltzmann方法的渗流多孔介质耦合双分布模型,对表征体元(REV)尺度下含电子芯片的多孔介质自然对流进行数值模拟研究,主要研究不同物性参数对多孔介质自然对流的影响以及单电子芯片尺寸、多芯片布局等因素对电子芯片表面散热性... 基于格子Boltzmann方法的渗流多孔介质耦合双分布模型,对表征体元(REV)尺度下含电子芯片的多孔介质自然对流进行数值模拟研究,主要研究不同物性参数对多孔介质自然对流的影响以及单电子芯片尺寸、多芯片布局等因素对电子芯片表面散热性能的影响。得出了如下研究结果:对于恒温单芯片的多孔介质自然对流,在达西数Da=10^-2时存在临界芯片尺寸。在临界芯片尺寸条件下,流场扰动较更小的芯片尺寸更强,传热性能却几乎不变。不同瑞利数Ra条件下临界芯片尺寸不同,Ra越大,临界芯片尺寸越大,在Ra=10^3时临界芯片尺寸为0.203125倍方腔边长,Ra=10^4时临界芯片尺寸为0.25倍方腔边长,Ra=10^5时临界芯片尺寸为0.390625倍方腔边长。当多孔介质渗透率降低时,即Da=10^-4时,不存在临界芯片尺寸,且芯片表面和冷壁处的平均Nusselt数均随Ra的增大而增大。对于恒温多芯片的多孔介质自然对流,在多孔介质渗透率较大(Da=10^-2)的情况下芯片横排布置可取得最佳换热效果,在渗透率较小(Da=10^-4)时芯片布局宜采用对角分布。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 多孔介质 对流传热 电子芯片
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零重力点热源马兰戈尼FTM数值模拟
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作者 孙梦营 马明 +3 位作者 过海龙 姚孟君 徐猛 张莹 《计算物理》 CSCD 北大核心 2022年第2期191-200,共10页
采用界面跟踪法FTM(Front-Tracking Method),研究点热源流场中由Marangoni效应引起的液滴运动。模拟不同的Marangoni(Ma)数下液滴的运动。研究发现液滴运动速度先迅速增大到稳定迁移速度,而后下降,在t=1.2时出现反转,速度随Ma数的增加... 采用界面跟踪法FTM(Front-Tracking Method),研究点热源流场中由Marangoni效应引起的液滴运动。模拟不同的Marangoni(Ma)数下液滴的运动。研究发现液滴运动速度先迅速增大到稳定迁移速度,而后下降,在t=1.2时出现反转,速度随Ma数的增加而增加。液滴内部存在与Hill球涡相同的回流。随着Ma数的增大,Hill球涡进行分裂,且涡旋中心有轻微的移动。同时温度场末端拓扑结构出现两次分叉。第一次分叉出现在下临界Ma数,最低温度点由滞止点跳进液滴内部;第二次分叉出现在上临界Ma数,内部的壳型冷却区从中心点破裂,出现一个环面型冷却区。 展开更多
关键词 马兰戈尼 点热源 FTM 数值模拟
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