納米流體流動與傳質(zhì)的CFD模擬.pdf

1、納米流體是一種新型的工作介質(zhì)，有實驗研究證明，其能強化傳質(zhì)過程。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，計算流體力學已經(jīng)成為一種重要的研究手段。本文應用計算流體力學的方法，對納米流體強化傳質(zhì)過程的機理進行了深入的探討。由于納米粒子的小尺寸效應，納米流體已不滿足連續(xù)性介質(zhì)的假設，人們無法用宏觀的連續(xù)性方程來描述其運動過程，因此本文采用介觀尺度的格子Boltzmann方法來模擬納米流體的流動與傳質(zhì)過程。本文主要進行了以下的研究工作：
　　1、在格子

2、Boltzmann模型中添加實際外力，分別運用單相流模型和兩相流模型模擬了羅丹明B在水基Cu納米流體中的擴散過程，其中兩相流模型的計算結(jié)果與文獻值吻合良好。該模型能夠比較準確地計算羅丹明B在水基Cu納米流體中的擴散系數(shù)。特別地，在布朗力調(diào)節(jié)系數(shù)lg0-=C74845.時，模型的擴散系數(shù)計算值與文獻值吻合良好。
　　2、在納米流體宏觀靜止的條件下，對水基Cu納米流體在方腔中的沉降過程進行了模擬。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在沉降的初始階段，納米流

3、體并沒有明顯的沉降，在方腔中的分布還比較均勻；但是隨著時間的推移，方腔底部的納米粒子的濃度越來越高，在足夠長的時間內(nèi)，幾乎所有的納米粒子都沉降到了方腔底部。
　　3、在相同的外在條件下，分別對純水和水基Cu納米流體的流動過程進行了模擬。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當有納米粒子存在時，可以明顯看出在流場的局部有微對流現(xiàn)象產(chǎn)生。
　　4、在相同的外在條件下，分別對CO2在純乙醇和乙醇基Cu納米流體中的吸收過程進行了模擬。從兩種介質(zhì)中發(fā)生Ray