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《格子Boltzmann方法模拟微尺度流动和传热》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷增刊工程热物理学报4567,2800,7!年月∀#∃%&∋(#)∗&+,&∗∗%,&+−.∗%/#0.12,32∋897,:;!<5=>?ΑΒΒ格子≅方法模拟微尺度流动和传热田智威邹春刘红娟闰锦霞郑楚光,:华中科技大学煤燃烧国家重点实验室湖北武汉ΧΔ!Χ7Β(?≅ΑΒ方法:;对微尺度58Ε>>Ε流的流动及传热进行了模拟为了获得壁面边界的速度滑移和温度阶跃,在含有粘性热耗散的热格子模型的基础上,提出了一种新的直接基于宏观量的边界处理格式7模拟得到的速度场和温度分布与解析解吻合得相当好,充分说明了本文采用的模型和边界处
2、7同时在模拟中还发现Φ理的合理性,,7。∗。Δ7对于不同的Γ数均存在使得其上壁面的温度阶跃为零的临界数并且其临界值均在附近<5=>?≅ΑΒΒΗΙ58Ε>>ΕΗ速度滑移Η温度阶跃关锐词格子方法微尺度流中图分类号Φ−ΓϑΚ文献标识码Φ∋文章编号ΦΛΛ一Δ6Μ:!;Ν8ΟΟ67刁ΠΝΕΧ(∋−−,3∗<#∃,,Θ,3%#一)(#442/∋&&2,/∃(∋−,#&#)/∋&Ρ.∗∋−−%∋&2)∗%一一一−,∋&Θ七ϑΘ#∃3Β(,∃.5Β9∀81∋&∀=Βς=ΑΘ.∗&+3+8ΑΒ9Σ=ΤΥΣ8ΑΒΣ82Α亡ΕΑΩ亡。:Ψ3ΩΑ63Ω≅Ω8Ν亡Ζ5Β,8ΣΝ弃[
3、7弃ΕΕΒ567,4叭月ΑΒΧΔ!Χ,主ΒΑ:亡Γ叮(5ΞΑ.Α?5Β山2ΙΕΒ女工兜石五以;∋ΩΝ>Ξ>,Β>Σ=Ν0ΕΞ,ΝΕ>ΕΞ5Ν>ΞΝΞ>ΣΕΞΑΑ>>=ΕΕ5?ΑΒΒΑΙΑ0∴Ε=≅86Α>ΣΕ≅=Ζ=5∴ΑΒ]ΣΕΑ>ΑΒΖΕ勿≅66<6>≅5Ε∴=>ΣΣΕΑ>[ΝΕ58ΝΝΝΑ>=5Β7Β5ΞΞ>5Ε>ΞΕΕ[Ε5ΕΝΑΒΕΕΞΑ8ΞΕ≅]6:(Σ6=>Ψ6=Ο]>≅Ο>⊥8≅0Α>∴Α66Ω58Β]ΑΞ叭ΑΒ6>ΞΕΑ>≅ΕΒ>ΝΕΣΕ≅ΕϑΛ0ΞΕΝΕΒ>Ε]5Β>ΣΕΩΑΝ=Ν5Ζ>ΣΕ≅ΑΕΞ5ΝΕΑ6Ε=ΑΩ6
4、ΕΝ5[Ε[ΑΜ]=ΞΕΕ>6Ψ7−ΣΕ[Ε65Ε=>ΨΑΒ]>Ε≅ΕΞΑ>Ε]=Ν>Ξ=Ω8>=5ΒΕ=Β5]ΑΕΒ>∴=>Σ>ΣΕΑΒΑ6Ψ>=ΕΑ6ΞΕΝ86>Ν708ΞΑΞ959ΞΕ≅,4几Α6Ν5Ζ=Β]>ΣΕ>Ε≅ΟΕΞΑ>8ΞΕ⊥ΟΑ>8ΟΟΕΞΩ58Β]ΑΞΨϑΛΕ_8Α6>5?ΕΞ5Α>>ΣΕΕΞ=>=ΕΑ6∗Ε∴Σ=ΕΣϑΛ8≅ΑΞ58Β]Δ7∴=>Σ]=ΖΕΞΕΒ>Γ几7ΓΕΨΞ]Ν6Α>>=ΕΕ<56>?≅≅Ε>Σ5]Η≅=ΕΞ5358Ε>>ΕΖ=ΗΝ6=0[Ε65Ε=>ΨΦ>Ε≅ΟΕΞΑ>8ΞΕ⊥8≅0∴5ΑΒ5∴,ϑ前言的壁面限制效应对松
5、弛时间的影响进而提出了有界限系统的松弛时间尹与Γ。数的关系式。而对于,近年来自然科学及工程技术发展的一个重要非等温的微尺度流动的模拟25Ζ5ΒΕΑ6Να针对有限差,,的趋势是朝微型化迈进尤其是微电子机械系统分的多速热格子模型提出了漫反射边界处理格式,。Φ:/∗/Ν;技术的飞速发展更极大的推动了这一研以获得滑移速度和温度阶跃但是需要指出的是究热潮⎯‘ϑ7而在所有的微电子机械或纳米器件的设ϑ7ϑΛ;以获得与理论值吻其需要增加一额外的系数:计及应用中,流动和传热又是非常突出而重要的问合的较好的滑移速度。题。随着格子<56>?≅ΑΒΒ方法:(
6、散项的热格子模迅速的发展,,,58ΕΕ和完善6?α已有一些文献实现了(>流动。的模拟βΔ一Λϑ其中Ε。,&=首先采用半步长反弹格式来和传热进行了模拟在边界处理上采用了新的直,接实现固壁面的速度滑移而−ΑΒ9则提出了将反弹格基于宏观量的边界处理格式以更好模拟速度滑移式和自由滑移的镜面反弹格式按一定比例结合的边和温度阶跃7界处理格式。其次,在模拟中需要解决的另一个问。题就是建立ΓΒ数与松弛时间二的关系式(ΕβΕα模型及边界处理7提出了具有一定物理意义的统一的无量纲ΓΒ数定ϑ隐格式热格子模型。!,义式然而+856χ指出其
7、关系式均忽略了微尺度下为了模拟微尺度的热358Ε>>Ε流首先介绍.ΕΦ一一Φ收稿日期!ϑϑΗ修订日期不。不ϑ荃金项目Φ国家重点基础研究发展计划:Π!Δ;项目资助:&57Κ3≅ΑΒΒ方法的数值模拟研究工程热物理学报卷,、、、提出的隐格式热格子(<模型6α此外密度Ο速度。单位质量的内能Ε[Φ运动粘性系数以及热扩散系数Ρ的表达式为ΜΕ‘,Μ,人:δ△>>δ△>;一人:>;ε,,。一εΙ艺大。艺沃△亡·二,_Μ,>一>ϑ勺δ7Λ△>【人:;厂:
