方腔内带Soret效应和Dufour效应的双扩散对流的格子Boltzmann模拟

论文摘要

格子Boltzmann方法(LBM)诞生20多年以来,在理论和应用研究方面迅速发展,成为相关领域的研究热点之一。LBM的研究涵盖了多个科学领域,例如传热传质问题、湍流、多组分、多相流、多孔介质、气固两相流等等。由于介观性质和独特的计算特征,LBM具有很多优势:演化过程清晰,计算效率高,编程容易,边界易于处理,天然并行等。双扩散对流是自然界和工程领域的常见现象。对于这一现象的研究已经得出一些重要结论。双扩散对流中的Soret效应和Dufour效应,在某些情况下,不能被忽略。然而,带Soret效应和Dufour效应的双扩散对流很少被研究。本文构造一种多分布函数格子Boltzmann模型模拟方腔内带Soret效应和Dufour效应的双扩散对流。在该模型中,速度场利用MRT模型求解,温度和温度看作是被动标量,利用LBGK模型来求解,并通过Boussinesq近似将它们耦合起来.本模型提高了原有模型数值稳定性。模拟结果与其它文献中的结果相吻合。选取不同参数,观察参数变化的效果。结果以流线图、等温线图、等浓度线图给出,同时讨论了各种参数下平均Nusselt数和Sherwood数。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 格子Boltzmann方法概述
• 1.3 本文研究工作介绍
• 2 格子Boltzmann模型
• 2.1 引言
• 2.2 格子Boltzmann模型
• 2.3 不可压LB模型
• 2.4 多松弛（MRT）模型
• 2.5 双分布函数模型
• 2.6 边界处理
• 3 双扩散对流的格子Boltzmann模拟
• 3.1 引言
• 3.2 双扩散对流的数学模型
• 3.3 双扩散对流的格子Boltzmann模型
• 3.4 数值结果和讨论
• 4 总结和展望
• 致谢
• 参考文献