方腔内Al2O3-H2O纳米流体热毛细对流的格子Boltzmann模拟

采用格子Boltzmann方法研究纳米颗粒形状影响下方腔内纳米流体热毛细对流的强化传热效果,主要分析了纳米粒子体积分数、颗粒形状以及Marangoni数Ma等相关参数对于纳米流体热毛细对流换热过程的影响。结果表明:长径比（长/半径）对纳米流体换热效果有影响,形状因子越大,平均Nu数Nu_ave越大。随着体积分数的增加,棒状、盘状和正方体状纳米颗粒均使热毛细对流的Nu_ave数减少,球状纳米颗粒条件下热毛细对流的Nu_ave数增加。Ma数越大,纳米流体热毛细对流的自由表面速度越大,对流换热效果也随之增强。      

基于格子Boltzmann方法的疏水表面润湿性数值模拟

润湿性对固体表面上液体的各种动力学行为具有重要影响,疏水表面的特殊润湿性是其在减阻、降噪、防污等领域有着广泛应用前景的根本原因。基于Shan-Chen模型的格子Boltzmann方法对疏水表面润湿性进行数值模拟,获得了材料属性和微形貌对疏水表面润湿性的影响规律。研究表明,要使疏水表面处于Cassie-Baxter润湿状态,微形貌高度必须大于某一临界值,而当疏水表面一旦处于Cassie-Baxter润湿状态后,继续增加微形貌高度也不会提高其疏水性能;疏水表面的表观接触角随气液界面分数先增大后减小,且存在一个最佳的气液界面分数使表观接触角达到最大。     

液滴表面张力对煤尘润湿影响的数值模拟和实验研究

针对矿井煤尘难以润湿的特点,考虑到煤尘与液滴间分子作用力和煤尘表面渗流的特性,采用格子Boltzmann方法(LBM),从减小液滴表面张力方面对煤尘润湿接触角和润湿时间进行数值模拟,同时实验测定煤尘的润湿性。结果表明:LBM数值模拟和润湿实验得到的规律一致,减小液滴表面张力能够大幅度地提高煤尘润湿性,当表面张力减小到小于25 m N/m时,煤尘表现为完全润湿;通过实验测试不同表面张力的液滴与降尘效率的关系,煤尘润湿性越好,降尘效率越高,进一步验证了LBM数值模拟的合理性。     

微通道人工空穴汽泡核化跃离的lattice Boltzmann模拟

研究微纳尺度的汽泡动力学行为是微纳流动与传热的基础前沿。基于作者提出的能描述相变之热质传递的lattice Boltzmann 大密度比多相流复合模型,该文数值研究了单微通道中汽泡在人工空穴上核化跃离的物理过程,量化分析了汽泡核化、跃离和运动对微通道内液相流动和传热的影响,可为理论探索人工空穴强化微通道传热提供有意义的参考。     

对流边界条件下竖板降膜除湿过程中传热传质的数值模拟

针对竖板降膜(层流)溶液除湿空调系统,建立了溶液降膜过程传热传质的数学模型,给出了对流换热边界条件下过程的数值解.模拟了三种不同冷却条件下的降膜除湿过程.结果表明,当对流换热系数较小时,与绝热边界有相似的发展趋势;而当对流换热系数较大时,则接近于等温条件下的规律.同时,模拟结果还给出了不同的无量纲吸收热λv和刘易斯Le对降膜内Nusselt数和Sherwood数的影响,表明无量纲吸收热的改变不影响Nu数和Sh数在流动方向上的最终渐近值.     

固液相变蓄能的数学模型和自然对流换热系数的实验研究

引入自然对流换热系数 ,将固液蓄能数学模型简化为仅用能量方程加以描述。并通过实验测得相变过程的实际温度场 ,证明了自然对流固液相变换热的影响不可忽略 ,验证了固液相变界面移动速率随自然对流换热系数的增大而增大的定性关系