格子Boltzmann方法模拟高Darcy数多孔介质内融化传热过程

采用Brinkmann-Forchheimer-Darcy方程描述多孔介质内流动过程,并通过选择合适的平衡态分布函数及非线性源项形式构建出表征融化相变温度场的分布函数演化方程。应用格子Boltzmann模型模拟了方腔内无多孔介质以及填充多孔介质自然对流融化传热过程,模拟结果与其他文献结果吻合较好,模型的正确性得到了一定的验证。模拟结果还表明液相的自然对流对融化传热过程有着重要的影响,并且在高Rayleigh 数或高Darcy 数情况下作用更强。在高Darcy 数情况下由于非Darcy效应的存在,增大Rayleigh 数以强化融化传热的效应要大于提高同样倍数Darcy 数的效应。