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方腔内自然对流与混合对流的有限差分格子Boltzmann研究
  • ISSN号:0254-0053
  • 期刊名称:《力学季刊》
  • 时间:0
  • 分类:TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程]
  • 作者机构:[1]上海理工大学能源与动力工程学院,上海200093, [2]上海理工大学上海市动力工程多相流动与传热重点实验室,上海200093
  • 相关基金:国家自然科学基金(51176127,51276116); 上海市自然科学基金(13ZR1428700); 上海市教育委员会科研创新项目(12YZ096); 上海市科学技术委员会科研计划项目(13DZ2260900)
中文摘要:

基于有限差分法,建立了贴体坐标系下求解流体流动和传热的双分布格子Boltzmann模型.在密度分布函数和温度分布函数对应的离散速度方程中,时间项采用四阶Runge-Kutta法离散,空间离散采用二阶迎风和二阶中心差分的混合形式.采用此模型分别对瑞利数为10^3、10^4、10^5、10^6的方腔自然对流以及理查森数为0.1、1、10的方腔混合对流进行了数值模拟,获得了流体速度与温度分布的典型特征,得到的努塞尔数也与基准解高度吻合.计算结果表明了本文采用的数值方法和计算程序的有效性.

英文摘要:

The implementation of a finite-difference lattice Boltzmann method based on double-population approach for body-fitted coordinates was performed. For both velocity and temperature fields, the spatial derivatives discretized by combining the upwind scheme with the central scheme and the temporal term was discretized with fourth-order Runge-Kutta scheme. Natural convection and mixed convection flows in a two-dimensional square cavity were simulated numerically. Studies were carried out for natural convection flows as Rayleigh numbers range from 1.0×10~3 to 1.0×10~6 as well as mixed convection flows as Richardson numbers range from 0.1 to 10. Results were presented in terms of streamlines, isotherms and Nusselt numbers. Excellent agreement is obtained between our results and benchmark solution. The different comparisons demonstrate the accuracy of our proposed approach.

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期刊信息
  • 《力学季刊》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:上海市科学技术协会
  • 主办单位:同济大学 上海交通大学 上海市力学会 中国力学学会
  • 主编:范立础
  • 地址:上海四平路1239号同济大学
  • 邮编:200092
  • 邮箱:
  • 电话:021-65983708
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-0053
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1829/O3
  • 邮发代号:4-278
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:3651