亲疏水性对池沸腾传热影响的格子Boltzmann方法研究
微尺度沸腾传热机理及其强化技术的研究已经成为目前国际传热界关注的热点。汽-液-固三相接触线区域的表面润湿特性(即亲疏水性)是强化微细尺度传热的关键。
然而,采用实验方法研究亲疏水性对沸腾传热的影响时难以避免粗糙度等的干扰,使得实验结论受到质疑。现存的宏观数值模型则存在不能研究沸腾汽泡成核过程等缺陷。
针对这些问题,本文提出一个基于介观格子Boltzmann方法的汽液相变数值模型并采用该模型研究亲疏水性对池沸腾传热的影响。具体的研究内容包括:1.改进的格子Boltzmann方法两相流模型研究。
在Shan-Chen模型的基础上,提出一个新的粒子间作用力形式并结合精确差分法引入作用力,构建了一个改进的格子Boltzmann方法两相流模型。这一模型可以显著改善数值精度和数值稳定性,而且能避免数值结果对松弛时间的非物理依赖。
为了验证模型的可用性,采用该模型研究了液滴在具有润湿梯度的表面上的运动、合并以及分裂行为,探讨了液滴在润湿梯度驱动下的运动机理。2.基于格子Boltzmann方法的汽液相变模型研究。
在本文提出的改进的格子Bolt ...