唐桂华
,
翟广新
,
盛强
,
顾晓军
工程热物理学报
采用26阶矩方程方法对稀薄气体在平板微通道与微圆通道中压力驱动的Poiseuille流动进行数值分析，获得稀薄气体在微通道内的速度分布、压力分布规律。数值分析结果表明：气体压力在微通道中沿主流方向呈非线性分布，且非线性程度随Kn数的增大而减小，分布趋势随Kn数的改变产生微小的变化；随Kn数的增大，微圆通道中气体沿径向速度分布出现双峰现象。研究结果与DSMC方法及格子-Boltzmann方法对比符合较好。
关键词:
矩方程方法
,
微尺度
,
稀薄气体
,
Poiseuille流动
唐桂华
,
何雅玲
,
伍华荣
,
陶文铨
工程热物理学报
格子-Boltzmann数值模拟方法(LBM),在最近十几年来得到迅速发展.本文发展了LBM的流动与传热模型,并对二维平板通道中的流动与传热进行了模拟,采用密度分布函数得到速度场,用单独的内能分布函数得到温度场,并与传统FVM方法所得到的多个特征量结果进行了比较,模拟结果与FVM解均吻合很好.鉴于LBM边界条件处理简单和易于实施等特点,该方法可望成为求解流动与传热的一种有效数值模拟手段.
关键词:
格子-Boltzmann
,
对流传热
,
数值模拟
王世博
,
唐桂华
,
叶培兴
,
陶文铨
工程热物理学报
根据修正Blake—Kozeny方程对Herschel—Bulkley模型的非牛顿流体在微多孔介质中流动的定量描述，通过增加外力项建立了非牛顿流体在宏观多孔介质中的格子Boltzmann模型，并将该模型应用到平板多孔介质中非牛顿流体的电渗驱动流模拟。对多孔介质渗透性参数和非牛顿流体流变性参数的影响进行模拟和分析，获得了各种参数对多孔介质中非牛顿流体流动速度的影响规律。
关键词:
格子Boltzmann方法
,
多孔介质
,
非牛顿流体
,
电渗驱动流
毕成
,
唐桂华
,
胡子君
,
李俊宁
工程热物理学报
通过数值方法对多种三维有序结构多孔材料在常温条件下的气相、固相导热过程进行耦合求解,获得了不同结构的材料的有效热导率,所获得的有效热导率在材料密度低于170 kg/m3时,与实验结果符合较好.建立了多孔材料吸附水蒸气的耦合传热模型,研究了水蒸气的吸附量对二氧化硅气凝胶有效热导率的影响规律,结果表明:二氧化硅气凝胶含湿率增加1％,会使其有效热导率增加,其增幅约为材料固相热导率的2％.
关键词:
气凝胶
,
有效热导率
,
有序结构多孔材料
,
含湿率
代琳娜
,
赵长颖
,
唐桂华
,
徐治国
,
屈治国
工程热物理学报
本文使用格子-Boltzmann方法模拟了充满金属泡沫的封闭方腔自然对流.通过构建适用于上下边界绝热,左右边界恒定温度的封闭方腔自然对流的双分布函数热模型,模拟了充满不同孔隙率和不同孔密度的金属泡沫,在不同Ra数下的封闭方腔自然对流,结果表明金属泡沫具有强化传热的作用,并随着Ra数和孔密度的增大,换热增强.
关键词:
格子-Boltzmann方法
,
金属泡沫
,
自然对流
唐桂华
,
王斐斐
,
毕成
,
陶文铨
工程热物理学报
应用统-的格子-Boltzmann模型对微尺度平板均匀通道、壁面粗糙元通道、壁面非均匀非对称电势分布以及壁面非均匀对称电势分布四类通道中电渗驱动流的外加电场分布、溶液电势分布、流场以及混合物浓度在同一框架内进行了数值模拟.数值分析表明:与平板均匀通道相比,三类强化通道都能在一定程度上强化电渗混合,但是由于流动阻力增加,混合时间的延长对混合强化的作用不可忽略.所研究的三类强化通道中,壁面布置粗糙元通道能够在增加混合时间较小的前提下,获得较高的混合强度.
关键词:
微尺度
,
电渗
,
混合
,
格子-Boltzmann方法
毕成
,
唐桂华
工程热物理学报
多孔材料气凝胶内气体与固体之间的耦合传热对其隔热性能具有较大的影响.基于气凝胶微观结构,建立了气凝胶内气固耦合传热模型,并获得了分析解.所提出的模型与文献实验数据、理论计算及数值模拟结果进行了比较,验证结果证明了本文所建立的耦合传热模型具有较高的预测精度.与已有的耦合传热模型相比,本文建立的耦合传热模型具有计算简单且预测精度较高的优点.
关键词:
气凝胶
,
纳米隔热材料
,
热导率
,
气固耦合传热
,
实验研究
唐桂华
,
陶文铨
,
何雅玲
,
王秋旺
工程热物理学报
实验研究了直径范围50～200 μm微细光滑圆管及粗糙管内气体阻力特性.结果表明所研究光滑微细管内阻力特性与常规管基本符合,从层流到紊流的转捩Re也未明显提前,而粗糙管阻力要远大于理论值.由于尺度效应,一些非常规因素对微尺度流动将产生明显影响.综合前人研究结果,对影响微尺度阻力特性研究结果的相关因素进行了探讨.
关键词:
微尺度
,
气体流动
,
实验研究
李小飞
,
唐桂华
,
叶培兴
,
陶文铨
工程热物理学报
应用一种轴对称格子 - Boltzmann 模型模拟了圆管通道内脉动流.首先对a=9.36,Re=319工况下的正弦压力梯度驱动的脉动流进行模拟,模拟的径向无量纲速度和解析解吻合很好,还应用此模型研究了Womersley数对脉动流的影响.模拟结果表明,此轴对称格子-Boltzmann模型能有效模拟圆管脉动流.最后应用该模型对局部扩张管管内流动进行初步的模拟研究,并研究了不同扩张程度对流动的影响.
关键词:
格子-Boltzmann模型
,
轴对称
,
脉动流
