非牛頓納米流體流動(dòng)傳熱傳質(zhì)的有限元數(shù)值計(jì)算.pdf

1、自納米流體面世以來(lái)，因其優(yōu)異的傳熱性能，被大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域，有效地解決了傳統(tǒng)意義上的傳熱工質(zhì)已經(jīng)難以滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備的能量運(yùn)輸需求的難題。雖然擁有廣泛的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿?，納米流體強(qiáng)化傳熱的系統(tǒng)理論還沒(méi)有足夠完善，仍有很多學(xué)者在該領(lǐng)域中投入了大量精力對(duì)納米流體相關(guān)的各類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行研究。許多典型的納米流體的流動(dòng)傳熱問(wèn)題，從建模仿真計(jì)算的角度來(lái)看，可以將其簡(jiǎn)化為某些非線(xiàn)性偏微分方程來(lái)進(jìn)行求解。有限元方法就是能夠有效求解非線(xiàn)性偏

2、微分方程的近似解的常用方法。
　　通過(guò)對(duì)當(dāng)前納米流體建模仿真及應(yīng)用的最新科研成果的研究分析，從系統(tǒng)科學(xué)的角度出發(fā)，綜合了新能源、流體力學(xué)及傳熱學(xué)、數(shù)值分析、磁流體動(dòng)力學(xué)等多門(mén)學(xué)科交叉內(nèi)容，重點(diǎn)研究了幾種典型的非牛頓納米流體的邊界層流動(dòng)和傳熱傳質(zhì)模型。考慮了模型中流體的非牛頓性、面板的非線(xiàn)性和熱輻射特性等幾個(gè)更符合實(shí)際的相關(guān)問(wèn)題，建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。提出了基于相似變換和有限元Galerkin方法求解非線(xiàn)性偏微分方程組的數(shù)值計(jì)算方法

3、，對(duì)所建立的非牛頓納米流體的流動(dòng)傳熱模型進(jìn)行了數(shù)值模擬，并討論了相關(guān)參數(shù)對(duì)納米流體流動(dòng)狀態(tài)的影響。對(duì)文中非線(xiàn)性系統(tǒng)模型進(jìn)行分析，具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。
　　首先，對(duì)非牛頓納米流體沿非線(xiàn)性平板流動(dòng)的傳熱傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行了研究，建立了考慮平板的熱傳遞和熱輻射效應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。提出了基于有限元Galerkin方法的求解算法，編制了相應(yīng)的Matlab計(jì)算程序，計(jì)算求得方程的近似解。通過(guò)將模擬計(jì)算得到的近似解與文獻(xiàn)進(jìn)行對(duì)比分析，證明了所建立模型

4、和提出算法的精確性和有效性。同時(shí)，考察了納米流體的粘性系數(shù)、平板拉伸速度和溫度分布的非線(xiàn)性對(duì)納米流體流動(dòng)的影響?；贐uongiorno提出的兩相模型理論，還考察了納米粒子在流體中的布朗運(yùn)動(dòng)和熱泳現(xiàn)象對(duì)流體流動(dòng)傳熱傳質(zhì)的影響。
　　接下來(lái)，筆者建立了受外部磁場(chǎng)影響的納米流體沿平板流動(dòng)的磁流體動(dòng)力學(xué)（MHD）模型。除了研究上述幾個(gè)影響流體流動(dòng)傳熱的重要模型參數(shù)，筆者還考察了磁場(chǎng)強(qiáng)度和Navier滑移對(duì)納米流體流動(dòng)傳熱所產(chǎn)生的影響。<