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泡沫金属内相变材料融化的格子Boltzmann方法孔隙尺度模拟研究
  • ISSN号:0253-231X
  • 期刊名称:《工程热物理学报》
  • 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]南京工程学院能源与动力工程学院,南京211167, [2]东南大学能源与环境学院,南京210096, [3]东南大学机械工程学院,南京210096
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.51206076,No.51306037,No.50776015); 江苏省高校“青蓝工程”; 江苏省高等学校大学生实践创新训练计划(No.201411276023Y)
中文摘要:

在构建开孔泡沫金属二维几何结构模型的基础上,采用格子Boltzmann方法基于孔隙尺度对泡沫金属内融化传热及流体流动过程进行了数值模拟,并重点分析了Rayleigh数、孔隙率及孔密度等对融化相变传热过程的影响。与纯相变材料融化具有光滑、清晰的相变界面、融化沿着热流方向整体推进的特征所不同的是,在泡沫金属结构下相变材料的融化以金属骨架为中心产生并推进展开,在融化前沿形成融化区和非融化区交错分布的特征,数值模拟结果与文献实验观测结果一致。此外,数值模拟表明相变材料的融化率随着Rayleigh数的增大、泡沫金属孔隙率的减少及其孔密度的增大而增大。

英文摘要:

Based on a 2D theoretical model for metal foams,a lattice Boltzmann method is adopted to simulate the melting of phase change materials in metal foams at pore scale.The influence of Rayleigh number,porosity and pore density on phase change heat transfer is documented and discussed.The results show that the phase change materials close by metal matrix is first melted,suggesting a heat transfer mechanism dominated by conduction of metal matrix.The predicted results for the melting behavior of phase change materials in metal foams at the pore level agree reasonably with those obtained in the previous experimental studies,which are different from the melting processes of pure substance.The results also indicate that the melt volume fraction increases as the Rayleigh number and pore density increase,and the porosity decreases.

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期刊信息
  • 《工程热物理学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国工程热物理学会 中国科学院工程热物理研究所
  • 主编:徐建中
  • 地址:北京2706信箱
  • 邮编:100080
  • 邮箱:xb@mail.etp.ac.cn
  • 电话:010-62584937
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-231X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2091/O4
  • 邮发代号:2-185
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21026