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纳米流体Rayleigh-Bénard细胞流的格子-Boltzmann模拟 被引量:4
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作者 陆规 段远源 王晓东 《热科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期1-7,共7页
采用热格子-Boltzmann方法,对两平行平板间纳米流体的Rayleigh-Bénard细胞流现象及其影响因素进行数值模拟研究,模型计算结果与方腔内纳米流体的自然对流实验结果吻合较好。讨论了纳米颗粒种类(Al2O3、Cu和SiO2)、体积分数(1%~4%... 采用热格子-Boltzmann方法,对两平行平板间纳米流体的Rayleigh-Bénard细胞流现象及其影响因素进行数值模拟研究,模型计算结果与方腔内纳米流体的自然对流实验结果吻合较好。讨论了纳米颗粒种类(Al2O3、Cu和SiO2)、体积分数(1%~4%)等因素对细胞流流动和传热的影响。研究发现平板间纳米流体的Rayleigh-Bénard细胞流的流动和传热行为明显异于纯流体,同时发现纳米流体的热导率、黏度和颗粒的热运动共同决定细胞流的流场和温度场分布的规律:热导率越大、布朗运动的越强,会减小流体温度的非均匀性,削弱对流作用,使其细胞流对涡个数减小;黏度增大也会抑制细胞流的发展。 展开更多
关键词 格子-boltzmann模拟 Rayleigh-Bénard细胞流 对涡 纳米流体
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二维平板通道中流动与传热的格子-Boltzmann模拟 被引量:3
2
作者 唐桂华 何雅玲 +1 位作者 伍华荣 陶文铨 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期995-997,共3页
格子-Boltzmann数值模拟方法(LBM),在最近十几年来得到迅速发展。本文发展了LBM的流动与传热模型,并对二维平板通道中的流动与传热进行了模拟,采用密度分布函数得到速度场,用单独的内能分布函数得到温度场,并与传统FVM方法所得到的多个... 格子-Boltzmann数值模拟方法(LBM),在最近十几年来得到迅速发展。本文发展了LBM的流动与传热模型,并对二维平板通道中的流动与传热进行了模拟,采用密度分布函数得到速度场,用单独的内能分布函数得到温度场,并与传统FVM方法所得到的多个特征量结果进行了比较,模拟结果与FVM解均吻合很好。鉴于LBM边界条件处理简单和易于实施等特点,该方法可望成为求解流动与传热的一种有效数值模拟手段。 展开更多
关键词 格子-boltzmann 对流传热 数值模拟
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毛细管内多相脉动流动的格子-Boltzmann模拟 被引量:3
3
作者 马强 张莹 +2 位作者 曾建邦 韩婧潇 贾国瑞 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期3101-3108,共8页
基于伪势模型理论,建立毛细管内汽液两相工质脉动流动的等温格子-Boltzmann模型。将利用该模型取得的静态液滴形态以及表面张力、大空间和窄空间内气泡浮升运动时的形态模拟结果与文献的研究结果进行对比,验证了模型的可靠性。对毛细管... 基于伪势模型理论,建立毛细管内汽液两相工质脉动流动的等温格子-Boltzmann模型。将利用该模型取得的静态液滴形态以及表面张力、大空间和窄空间内气泡浮升运动时的形态模拟结果与文献的研究结果进行对比,验证了模型的可靠性。对毛细管内泡状流和柱塞流两种流型在边界正弦压力波作用下绝热脉动流动情况进行了数值模拟。通过模拟研究了毛细管内不同压力波振幅下液相Reynolds数和气泡位移幅度周期性变化规律;获得了汽液界面形态在脉动过程中的变化;观察到在边界液相速度方向发生改变时,边界附近区域的Reynolds数振荡现象;分析了重力对脉动运动过程的影响。模拟结果为分析以毛细管为主要构件的脉动热管内汽液两相工质的工作过程提供了一定依据。 展开更多
关键词 格子-boltzmann脉动热管 毛细管 脉动流动 多相流
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文丘里喷嘴空化流大涡模拟亚格子模型对比研究
4
作者 张楚谦 郑平 +1 位作者 陈勇刚 赵梁 《液压气动与密封》 2024年第5期32-38,共7页
针对文丘里喷嘴不同机制下可压缩空化流开展了大涡模拟(LES)研究,并对比讨论了3种常用的亚格子模型的适用性。结果显示,各模型在预测回射流机制和凝结激波机制的流速与空化云脱落周期上表现良好。在空化云演化过程中,WALE模型在两种机... 针对文丘里喷嘴不同机制下可压缩空化流开展了大涡模拟(LES)研究,并对比讨论了3种常用的亚格子模型的适用性。结果显示,各模型在预测回射流机制和凝结激波机制的流速与空化云脱落周期上表现良好。在空化云演化过程中,WALE模型在两种机制下的模拟吻合度最佳,SL模型预测溃灭过程提前,蒸汽相体积分数偏小;KET模型吻合度最差,溃灭过程以及周期内脱落存在时间延迟。初步发现回射流机制下的喉部压力功率谱密度分析服从-5/3标度律,凝结激波机制服从-7/3标度律。 展开更多
关键词 大涡模拟 格子模型 空化 空化流 数值模拟
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基于格子Boltzmann模型的裂缝性储层钻井液漏失数值模拟
5
作者 谭启贵 康毅力 +2 位作者 宋付权 彭浩平 游利军 《常州大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第4期37-45,共9页
针对裂缝性碳酸盐岩储层钻井过程中钻井液漏失问题,基于简化的基块-裂缝双重介质物理模型,建立了描述表征单元体(REV)尺度的基块-裂缝内钻井液漏失的格子Boltzmann数学模型,数值模拟分析了钻井液漏失过程基块-裂缝内渗流场分布,揭示了... 针对裂缝性碳酸盐岩储层钻井过程中钻井液漏失问题,基于简化的基块-裂缝双重介质物理模型,建立了描述表征单元体(REV)尺度的基块-裂缝内钻井液漏失的格子Boltzmann数学模型,数值模拟分析了钻井液漏失过程基块-裂缝内渗流场分布,揭示了不同条件下基块-裂缝内钻井液漏失行为。模拟结果表明,裂缝性致密碳酸盐岩储层中的裂缝为主要漏失空间,基块的钻井液漏失量在低值范围内随基块孔隙度增加呈指数增加。裂缝宽度越大,平均流速越大,裂缝空间内速度分布越均匀,组合裂缝总宽度相等条件下,单条裂缝的钻井液漏失速率高于多条裂缝组合情形。研究通过格子Boltzmann方法表征钻井液漏失行为,表明该方法可较好地用于分析裂缝性介质中钻井液漏失行为和裂缝至基块的跨尺度滤失过程,研究成果可为裂缝性致密储层钻井液漏失防控及储层保护提供理论依据。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN模型 裂缝性碳酸盐岩 钻井液漏失 数值模拟 表征单元体尺度 漏失速率
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声波衰减的格子-Boltzmann方法模拟 被引量:11
6
作者 王勇 何雅玲 +2 位作者 刘迎文 黄竞 童长青 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期5-8,共4页
采用格子-Boltzmann方法分别模拟了一维及二维通道内平面声波的衰减过程.模拟中,声源给定速度及密度,出口采用出口边界条件.一维模型下,y方向采用周期性边界条件;二维模型下,y方向采用无滑移边界条件.模拟结果表明:在介质黏性以及壁面摩... 采用格子-Boltzmann方法分别模拟了一维及二维通道内平面声波的衰减过程.模拟中,声源给定速度及密度,出口采用出口边界条件.一维模型下,y方向采用周期性边界条件;二维模型下,y方向采用无滑移边界条件.模拟结果表明:在介质黏性以及壁面摩擦(仅二维)的作用下,声波沿着传播方向逐渐衰减,速度振幅及密度振幅越来越小,压力梯度呈负指数形式减小;随着波长的增大或介质黏度的减小,声波的衰减减缓,压力梯度越小.模拟获得的速度分布、压力梯度分布以及衰减系数与理论值吻合良好.最后,给出了声源的激发声压级. 展开更多
关键词 格子-boltzmann 声波 衰减
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封闭方腔自然对流的格子-Boltzmann方法动态模拟 被引量:8
7
作者 童长青 何雅玲 +1 位作者 王勇 刘迎文 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期32-36,共5页
以压力分布函数和内能密度分布函数为基本演化变量,构建了一个新的不可压缩的双分布函数热格子-Boltzmann模型.对封闭方腔内自然对流进行数值分析的结果表明,该模型可以克服原模型的可压缩效应,并在一定程度上提高了计算结果的数值精度... 以压力分布函数和内能密度分布函数为基本演化变量,构建了一个新的不可压缩的双分布函数热格子-Boltzmann模型.对封闭方腔内自然对流进行数值分析的结果表明,该模型可以克服原模型的可压缩效应,并在一定程度上提高了计算结果的数值精度.以此模型动态模拟封闭方腔自然对流的形成和演化过程的结果表明:Ra越大,流场的演化越复杂,稳定状态下方腔内涡的数量越多,高低温壁面附近的换热越强烈,压强逐渐呈现出中心低,上、下壁面附近高的对称分布. 展开更多
关键词 格子-boltzmann 自然对流 动态模拟
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二维管道内交变流动的格子-Boltzmann方法模拟研究 被引量:3
8
作者 王勇 何雅玲 +1 位作者 唐桂华 陶文铨 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期14-17,共4页
采用格子-Boltzmann方法(LBM)对二维管道内不可压缩交变流动———Womersley流的流动与换热进行了数值模拟研究.结果表明:管道内压力梯度呈周期性变化,在周期较小时,管道的绝大部分区域速度分布相当平坦,在靠近壁面附近出现了速度的峰值... 采用格子-Boltzmann方法(LBM)对二维管道内不可压缩交变流动———Womersley流的流动与换热进行了数值模拟研究.结果表明:管道内压力梯度呈周期性变化,在周期较小时,管道的绝大部分区域速度分布相当平坦,在靠近壁面附近出现了速度的峰值,且靠近壁面处速度变化剧烈;在周期较大时,速度分布近似于抛物线,管道中心速度总大于壁面附近速度,且不同周期下的模拟结果与解析解都吻合得很好.另外,当速度交变时,温度表现为波动变化.速度与温度的相位差、温度的分布特性、温度的波动特性等都与压力梯度交变周期及幅值有关.研究结果表明,LBM可以用于交变流动的模拟.鉴于LBM的众多优点,该方法有望成为求解复杂流动与换热的一种有效的数值模拟手段. 展开更多
关键词 格子-boltzmann交变流动 换热 数值模拟
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格子-Boltzmann方法模拟霜结晶生长 被引量:6
9
作者 龚建英 孙金绢 李国君 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期10-13,28,共5页
为了研究冷壁面上霜结晶的生长过程以及各参数的变化规律,利用格子-Boltzmann方法(LBM)方法,建立一个二维介观模型,实验验证了模型的可靠性,分析了霜层温度变化和密度增长规律,并直观模拟出霜结晶凝聚变化过程。结果表明:霜层表面温度... 为了研究冷壁面上霜结晶的生长过程以及各参数的变化规律,利用格子-Boltzmann方法(LBM)方法,建立一个二维介观模型,实验验证了模型的可靠性,分析了霜层温度变化和密度增长规律,并直观模拟出霜结晶凝聚变化过程。结果表明:霜层表面温度在早期阶段迅速增加,但增加率随着结霜时间增加而减小;霜层内部温度随霜层厚度的增加呈线性增长;霜层平均密度随结霜时间增加呈现出先慢后快的规律;随着结霜过程的进行,由于越往上,霜晶体积分数越小,导致霜层内部密度随霜层厚度的上升而减小。 展开更多
关键词 格子-boltzmann方法 冷壁面 霜结晶
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二维Rayleigh-Bénard对流的插值格子-Boltzmann方法模拟研究 被引量:3
10
作者 王勇 何雅玲 +1 位作者 童长青 刘迎文 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期313-315,共3页
本文采用插值格子-Boltzmann方法对较大Ra数范围下的二维Rayleigh-Bénard对流进行了模拟研究.模拟中针对不同的Ra数,采用不同的插值比.模拟获得了系统的最大垂直方向速度分量随时间的变化规律、系统的流线以及等温线分布、Nu数... 本文采用插值格子-Boltzmann方法对较大Ra数范围下的二维Rayleigh-Bénard对流进行了模拟研究.模拟中针对不同的Ra数,采用不同的插值比.模拟获得了系统的最大垂直方向速度分量随时间的变化规律、系统的流线以及等温线分布、Nu数与Ra数的变化规律以及壁面附近水平截面平均温度的分布.模拟结果与相关文献数据傲了对比,相互吻合良好. 展开更多
关键词 格子-boltzmann方法 插值 Rayleigh—Bénard对流
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微通道气体流动的格子-Boltzmann法模拟 被引量:2
11
作者 马斌 雷树业 +1 位作者 郝锦志 卢秋敏 《广西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2003年第2期20-24,共5页
格子-Boltzmann方法的迅速发展为计算流体力学提供了一种强有力的工具.结合"贴壁层"的理论对格子-Boltzmann方程在微槽道流动中的应用进行探索,对Kn数跨越速度滑移区和过渡区的若3个微通道中的气体流体进行了模拟,给出了通道... 格子-Boltzmann方法的迅速发展为计算流体力学提供了一种强有力的工具.结合"贴壁层"的理论对格子-Boltzmann方程在微槽道流动中的应用进行探索,对Kn数跨越速度滑移区和过渡区的若3个微通道中的气体流体进行了模拟,给出了通道内速度、压力、局部阻力系数的变化曲线,并和同条件下用不考虑滑移的计算结果和文献给出的理论结果进行了对比,结果表明和文献给出的理论结果吻合得很好. 展开更多
关键词 微通道流动 气体流动 格子-boltzmann 计算流体力学模拟 速度 压力 局部阻力系数
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格子-Boltzmann方法模拟多孔介质内自然对流蓄热过程 被引量:1
12
作者 万斌 罗成龙 《南昌大学学报(工科版)》 CAS 2012年第2期165-167,171,共4页
以在高温热量存储、太阳能利用和建筑节能中有着广泛应用的多孔蓄热装置为研究对象,基于格子-Boltzmann方法(LBM)的基本原理,建立表征体元尺度(REV)上多孔介质自然对流的热流耦合方程,对多孔介质区域内的定温加热过程进行数值计算,探索... 以在高温热量存储、太阳能利用和建筑节能中有着广泛应用的多孔蓄热装置为研究对象,基于格子-Boltzmann方法(LBM)的基本原理,建立表征体元尺度(REV)上多孔介质自然对流的热流耦合方程,对多孔介质区域内的定温加热过程进行数值计算,探索了蓄热装置工作效果与多孔介质材料和内部流体特性的关系。分析获得了多孔介质渗透率和工质热膨胀率增大对多孔介质蓄热的强化作用,以及强自然对流作用下温度场分布所出现的不均匀特性。 展开更多
关键词 多孔介质 表征体元尺度 格子-boltzmann 自然对流
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基于改进好格子点法均匀设计航空发动机高空模拟试验研究
13
作者 陈超 李江红 +3 位作者 赵伟 翟雄飞 刘伟 崔佳航 《价值工程》 2023年第17期151-154,共4页
航空发动机高空模拟试验是发动机系统试验的关键环节之一。针对高空台试验因素多、层次复杂的问题,研究改进好格子点法进行均匀设计,并结合遗传算法进行优化设计的试验设计方法。通过典型方案验证,表明相对正交设计的试验优化率可以达到... 航空发动机高空模拟试验是发动机系统试验的关键环节之一。针对高空台试验因素多、层次复杂的问题,研究改进好格子点法进行均匀设计,并结合遗传算法进行优化设计的试验设计方法。通过典型方案验证,表明相对正交设计的试验优化率可以达到92.593%,本文提出的试验设计方法对于高空台试验是可行的。 展开更多
关键词 格子点法 均匀设计 航空发动机 高空模拟试验
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梯度磁场下磁流体三维结构的格子-Boltzmann方法模拟
14
作者 李强 宣益民 张乐莹 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期316-318,共3页
考虑磁性颗粒受到的各种内力与外力包括重力、布朗力、van der Waals力、磁偶极-偶极作用力以及外磁场作用力,建立了描述磁流体结构的两相格子-Boltzmann三维模型,对外加梯度磁场条件下磁流体的介观结构进行了模拟.模拟结果表明:外加... 考虑磁性颗粒受到的各种内力与外力包括重力、布朗力、van der Waals力、磁偶极-偶极作用力以及外磁场作用力,建立了描述磁流体结构的两相格子-Boltzmann三维模型,对外加梯度磁场条件下磁流体的介观结构进行了模拟.模拟结果表明:外加梯度磁场时磁流体粒子沿梯度方向聚集并出现分层现象,且随时间推移和外加磁场增大,分层现象越来越明显. 展开更多
关键词 磁流体 格子-boltzmann 三维 梯度磁场
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颗粒-流体密度比对两相流动不稳定性影响的格子-Boltzmann方法模拟
15
作者 刘国栋 YIN Xiaolong +2 位作者 王帅 陆慧林 张亚男 《中国科学院大学学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2017年第2期198-203,共6页
采用格子-Boltzmann方法模拟周期性边界计算域内的颗粒流化。计算采用的流化系统Archimedes数为1 432,对应于颗粒终端Reynolds数为30。研究模拟颗粒浓度为25%,颗粒-流体密度比为2~1 000时,密度比对流体-颗粒流动不稳定性的影响。密度比... 采用格子-Boltzmann方法模拟周期性边界计算域内的颗粒流化。计算采用的流化系统Archimedes数为1 432,对应于颗粒终端Reynolds数为30。研究模拟颗粒浓度为25%,颗粒-流体密度比为2~1 000时,密度比对流体-颗粒流动不稳定性的影响。密度比的范围对应由液固到气固的两相流动。颗粒与颗粒之间的碰撞采用弹性碰撞。研究获得颗粒平均速度、速度方差、偏度及峰度随密度比变化的规律。结合结构因子的分析,因密度比变化使颗粒-流体流动由稳定转变为不稳定的过程中颗粒速度特性变化与聚团形成的关系被确定,也确定了不稳定流动产生时所对应的密度比范围。 展开更多
关键词 格子-boltzmann方法 颗粒-流体密度比 流动不稳定性
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非线性时间分数阶空气动力学方程的格子Boltzmann研究
16
作者 王慧敏 陈恒佳 《长春师范大学学报》 2024年第10期1-5,共5页
针对非线性时间分数阶空气动力学方程,提出了一种新的格子Boltzmann模型.通过使用Chapman-Enskog展开和时间多尺度展开技术,得到了一系列不同时间尺度上的系列偏微分方程.选择合适的平衡态分布函数的矩,恢复出宏观方程,数值模拟出非线... 针对非线性时间分数阶空气动力学方程,提出了一种新的格子Boltzmann模型.通过使用Chapman-Enskog展开和时间多尺度展开技术,得到了一系列不同时间尺度上的系列偏微分方程.选择合适的平衡态分布函数的矩,恢复出宏观方程,数值模拟出非线性时间分数阶空气动力学方程的解.数值实验表明,格子Boltzmann方法是研究非线性时间分数阶空气动力学方程的有效工具. 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 非线性时间分数阶空气动力学方程 数值模拟
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基于格子Boltzmann方法的饱和冻土孔隙成冰介观尺度模拟
17
作者 王情玉 滕继东 +2 位作者 钟宇 张升 盛岱超 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期317-326,共10页
路基冻胀问题严重影响寒区高速铁路的安全服役,而成冰相变过程是解释冻胀机制的关键。基于介观尺度的格子Boltzmann方法,将修正的孔隙水冻结温度算法与焓法固液相变格子Boltzmann模型相结合,模拟了悬浮液滴冻结和冻土孔隙水成冰两个过程... 路基冻胀问题严重影响寒区高速铁路的安全服役,而成冰相变过程是解释冻胀机制的关键。基于介观尺度的格子Boltzmann方法,将修正的孔隙水冻结温度算法与焓法固液相变格子Boltzmann模型相结合,模拟了悬浮液滴冻结和冻土孔隙水成冰两个过程,分别揭示了液态水在自由状态和孔隙束缚状态下冰水相变的细观机制。计算结果表明:土体孔隙中冰晶由中心向外生长的过程与悬浮在空气中的液滴冻结过程截然不同,并且孔隙水越接近颗粒表面,其冻结温度越低。相同粒径颗粒按照不同排列方式得到的冻结特征曲线(soil freezing characteristic curves,简称SFCC)具有明显差异;不同粒径的SFCC随着颗粒增大残余水含量逐渐变少,形态更加陡峭。通过与文献试验结果对比,验证了格子Boltzmann方法的有效性,表明该方法能够为研究多孔介质水气迁移与相变过程提供介观尺度的新手段。 展开更多
关键词 格子BOLTZMANN方法 液滴冻结 冻土 孔隙成冰 数值模拟
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多孔介质振荡流格子-Boltzmann模拟 被引量:1
18
作者 孟繁孔 李志信 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1993-1996,共4页
为研究多孔介质内振荡流流动特性,该文将格子-Boltzmann方法对多孔介质内的振荡流过程进行了数值研究。采用四参数方法构造了多孔介质结构模型,对多孔介质内的振荡流过程的模拟结果表明:多孔介质振荡流的最大压差随最大Renoylds数的增... 为研究多孔介质内振荡流流动特性,该文将格子-Boltzmann方法对多孔介质内的振荡流过程进行了数值研究。采用四参数方法构造了多孔介质结构模型,对多孔介质内的振荡流过程的模拟结果表明:多孔介质振荡流的最大压差随最大Renoylds数的增加而迅速增加,在Renoylds数小于100的范围内,最大阻力系数与最大Renoylds数呈反比例关系,与文献报道的实验结果一致;在孔隙率小于0.85范围内,压差与流速之间的相位差变化较小,孔隙率继续增加时,相位差随孔隙率的增加而线性降低。 展开更多
关键词 格子-boltzmann方法 多孔介质 振荡流 相位差
原文传递
基于格子玻尔兹曼方法的低We数液滴铺展凝固模拟研究
19
作者 李湛 全晓军 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期32-39,共8页
为了研究3D喷墨打印中液滴在壁面的铺展、凝固现象与机理,基于格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann method,LBM),建立了三维多组分相变模型,模拟计算了单液滴在低We数条件下与低温基板碰撞后的演变过程。在模拟过程中考虑了壁温、壁面... 为了研究3D喷墨打印中液滴在壁面的铺展、凝固现象与机理,基于格子玻尔兹曼方法(Lattice Boltzmann method,LBM),建立了三维多组分相变模型,模拟计算了单液滴在低We数条件下与低温基板碰撞后的演变过程。在模拟过程中考虑了壁温、壁面润湿性等因素对于液滴的铺展、凝固的影响。模拟结果表明,在非润湿性壁面,液滴铺展产生震荡阻尼现象,通过改变壁温控制液滴凝固速度可以达到阻碍或者促进液滴铺展;而在润湿性壁面,凝固会阻碍液滴铺展,液滴最终铺展因子随接触角减小而降低,并且与壁温成正比关系。此外,壁温在低于一定范围后才会对液滴形貌(铺展因子、接触角)造成明显影响。 展开更多
关键词 数值模拟 液滴碰撞 液滴铺展 凝固 格子玻尔兹曼方法
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风琴管喷嘴空化水射流流场的大涡模拟
20
作者 王连安 徐艳 +3 位作者 王尊策 李森 张井龙 刘海水 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第9期1514-1521,共8页
针对空化水射流流场空化云演化采用RANS方法模拟不准确的问题,采用大涡模拟(Large-eddy simulation,LES)对风琴管空化喷嘴流场进行数值模拟。基于Mixture多相流模型和Zwart-Gerber-Belamri(ZGB)空化模型,分别采用SM模型(Smagorinsky-Lil... 针对空化水射流流场空化云演化采用RANS方法模拟不准确的问题,采用大涡模拟(Large-eddy simulation,LES)对风琴管空化喷嘴流场进行数值模拟。基于Mixture多相流模型和Zwart-Gerber-Belamri(ZGB)空化模型,分别采用SM模型(Smagorinsky-Lilly model,SM)、壁面适应的局部涡黏模型(Wall-adapted local eddy-viscous,WALE)和代数壁面模型(Wall-modeled large eddy simulation,WMLES)3种不同的亚格子模型,对风琴管喷嘴空化水射流流场进行数值模拟,分析空化水射流特性、空化云演化规律及脱落频率。结果表明:WALE模型可以较为准确模拟空化云演化周期,与高速摄像拍摄结果吻合较好;在喷嘴内圆柱段以及扩散段壁面附近产生涡环,加快了空化泡析出,WALE模型较好的模拟了涡环结构;涡量分析表明涡流在喷嘴出口附近出现,射流的末端空化泡破碎产生扰动,大尺度涡演化为小尺度涡,WALE模型模拟出涡的破碎范围较SM模型更大,WMLES模型未捕捉到小尺度涡。 展开更多
关键词 大涡模拟 格子模型 风琴管喷嘴 空化水射流
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