含相變微粒流體RB自然對流穩(wěn)定性研究.pdf

1、在能源形勢日趨緊張的今天，節(jié)能具有極其重要的意義。作為一種能強化對流傳熱的相變儲能材料，含相變微粒乳膠液具有很大的實際應(yīng)用價值。本文主要對含相變流體微粒Rayleigh-Bénard自然對流的穩(wěn)定性進行了研究。 在不考慮邊界影響的情況下，采用Galerkin方法對相變流體的熱啟動問題進行了理論分析，得到了近似的解析解，并推導(dǎo)出了適于工程應(yīng)用的臨界數(shù)Racr計算公式。通過和已有數(shù)值解的對比，相對誤差小于6％，驗證了其正確性。

2、 在考慮邊界影響時，采用數(shù)值微分方法對線性穩(wěn)定性進行了求解，得到了臨界雷利數(shù)Racr，同時對邊界條件各種參數(shù)，如導(dǎo)熱系數(shù)，厚度等對Racr的影響進行了數(shù)值求解分析。得到了不同邊界條件下的臨界參數(shù)，以及臨界雷利數(shù)Racr隨相角ψ和比熱容變化波幅b的變化趨勢。結(jié)果表明：和不考慮邊界影響時的情況相比，臨界雷利數(shù)Racr隨相角泖比熱容變化波幅b的變化趨勢基本相同，但是臨界雷利數(shù)的值會隨著邊界條件的不同而改變。 格子波爾茲曼方法是近幾十

3、年來發(fā)展起來的一種新的數(shù)值計算方法。和傳統(tǒng)的數(shù)值方法相比，它具有很多優(yōu)點。在對格子Boltzmann方法的概況、模型以及邊界條件處理等問題做了簡要介紹的基礎(chǔ)上。嘗試采用LBM對幾種典型結(jié)構(gòu)下的流動和傳熱進行了模擬計算，通過與前人的結(jié)果進行對比，驗證了程序的正確性。先后對比熱和粘度隨溫度變化的流體的Rayleigh-Bénard對流進行了初步模擬計算，證實了通過改變τf，和τg來改變流體的粘度或者熱擴散系數(shù)的方法的可行性。同時，闡述了現(xiàn)有