含内热源的多孔方腔自然对流非正交MRT-LBM模拟

作者：张莹; 包进; 过海龙; 连小龙; 黄逸宸; 李培生^*

来源：北京航空航天大学学报, 2020, 46(02): 241-251.

DOI：10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0218

• 多松弛(MRT)格子
• Boltzmann模型
• 内热源
• 自然对流
• 多孔方腔

为了增强多孔方腔内流体流动与传热效果,采用非正交多松弛格子Boltzmann方法(MRT-LBM)对含有内热源的多孔方腔自然对流传热现象进行了数值模拟。研究了不同冷源布置方案(Scheme A～Scheme F)、内热源结构形式(Case 1、Case 2、Case 3)、内热源位置(a、b)、Darcy数、 Rayleigh数等对多孔方腔内流体流动与传热的影响。计算结果表明:冷源布置方案对腔内流体流动与传热具有重要影响,当冷源左右对称布置时,腔内温度场及流场亦对称分布;在高Rayleigh数下采用Scheme A的双上部冷源布置方案能明显提高腔内的传热强度;内热源的形状对腔内对流传热影响很大,高Rayleigh数下,Case 3的布置方式更好。内热源的位置a和b对腔内的传热影响明显,提出了热壁面平均Nusselt数与位置a的拟合关系式,存在最佳的位置a(a=0.25),使得腔内的对流传热最强;热壁面平均Nusselt数亦随b值变化表现出特定的变化规律。随着b值的增加,热壁面平均Nusselt数呈现先增后减再增的趋势。

• 单位
  南昌大学机电工程学院