T型毛细管中气液两相流型及Taylor流的数值模拟

运用FLUENT求解器中的VOF模型对T型毛细管中气液两相流型进行数值求算,模拟出不同气液相表观速率下的各流型变化及Taylor流流动,并考察了气液表观速率、接触角以及毛细管内径对Taylor流流动特性的影响。研究结果表明:通过改变气液两相的表观速率,观察Taylor流中的气液柱长度的变化,发现得到的模拟值和实验值在一定范围内非常吻合;气泡长度和液柱长度分别随着气相表观速率和液相表观速率的增大而变长;随着接触角的增大,Taylor流中气液柱的长度会呈现凹函数的线性变化,但整个过程波动范围均在15%以内,这表明接触角对Taylor流的流动影响不大。     

内置高温体倾斜多孔腔体中自然对流的LBM模拟

为了研究内置高温体倾斜多孔腔体中流体流动与传热机理,本文采用格子Boltzmann方法从介观尺度对其多孔腔体内自然对流现象进行了模拟研究,讨论了孔隙度ε(0.4,0.7,1.0)、Da数(10~(-4),10~(-2))、Ra数(10~5~10~7)及倾角θ(0°~90°)等参数对其对流传热的影响。模拟结果表明:等温线会随着腔体倾斜向底部偏移;Da=10~(-4)时,流线呈现对称分布特性,Da数增大时,多孔方腔右侧流线会绕过高温方块经过左边区域,流线分布发生偏移。热壁面上平均Nusselt数Nuave随倾角增大呈现特定变化规律,增大孔隙度ε、Da数、Ra数时,均可以增强流体与热壁面之间的自然对流传热能力。     

孔隙分布对多孔介质内流动和传热的影响

采用Sierpinski地毯分形技术建立多孔介质内流动和传热模型,通过改变固体基质位置研究了孔隙分布结构对多孔介质内流动特性和热效率的影响,3种孔隙分布为每分形一次固体基质分布在中心位置(A)、分布在中上方(B)和分布在右上方(C),当流体稳定流过多孔介质时,不同的孔隙分布表现出不同流动和传热特性. 结果表明,孔隙分布是影响多孔介质传输特性和传热效率的重要因素,无量纲渗透率k*C>k*B>k*A,多孔介质孔隙率大于0.8时更明显;流体流过不同孔隙分布的多孔介质时,相同孔隙率时与流体接触的固体基质面积A>B>C,传热效果A最佳、C最差. 孔隙分布影响了无量纲局部熵产率,在3种孔隙分布下用Be表示的热传导引起的熵产率占主导.