池沸腾中气泡生长过程的格子Boltzmann方法模拟

摘要：

在通过引入精确差分方法的单组分多相格子Boltzmann模型的基础上耦合能量方程,并考虑流体与固壁间的相互作用力来调节气泡与固壁间的接触角,从而建立了一种新的描述气液相变的格子Boltzmann理论模型.为验证该模型的正确性,利用其对工质为水的相变过程进行了模拟,发现模拟结果与实验值符合良好;进而利用其验证Laplace定律,发现计算所得的水的表面张力与实验值甚为符合.为考察该模型处理复杂相变问题的能力,利用其对工质为水的池沸腾中的气泡生长过程进行模拟,发现气泡脱离直径与g-0.5成正比,脱离频率与g0.75成正比(g均为重力加速度),这与经验关系式及文献结果符合良好;此外,接触角的变化对气泡脱离直径影响不大,但气泡脱离频率与接触角成指数关系.

关键词：格子Boltzmann方法、池沸腾、气泡生长过程、接触角

所属期刊栏目：60

分类号：TK124(热力工程、热机)

资助基金：国家自然科学基金51076172;中国核动力研究设计院重点实验室基金9140C710901090C71;9140C7101020802;中央高校基本科研业务费CDJXS11142232

在线出版日期：2011-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：520-529