基于Soret和Dufour效应的方腔内双扩散自然对流振荡特性研究

采用格子Boltzmann方法模拟研究了方腔内带Soret效应和Dufour效应的双扩散自然对流振荡特性.方腔内置高浓度发热圆且位于方腔中心,四周壁面均为低温低浓度.采用时间历程分析法和功率谱法分析了不同的浮升力比Br(2.0≤B_r≤10.0)、Soret数Sr(-0.6≤S_r≤0.0)和Dufour数Df(-0.6≤D_f≤0.0)下的方腔内部流动的振荡特性.研究结果表明:不考虑Soret和Dufour效应时,方腔内部流动呈现稳定状态,随着Df和Sr从0.0变化到-0.6,双扩散自然对流状态开始逐渐转变为周期性振荡和非周期性振荡,且振荡性随着浮升力比Br的增大而增强.     

活性炭吸附甲醛的格子Boltzmann模拟

基于孔隙尺度,结合活性炭与甲醛的真实物性参数,利用格子Boltzmann方法,选取热质耦合的LBGK模型对填充有球形活性炭的方腔内部双扩散混合对流、流固共轭传热及吸附特性进行数值模拟。分别采用二维D2Q9模型描述速度温度场,D2Q5模型描述浓度场,研究活性炭颗粒直径、孔隙率以及颗粒的排列方式对整个动态吸附性能的影响。结果表明：在孔隙率为0.85时,随着颗粒直径的增大,活性炭吸附甲醛的速率减小,达到饱和吸附状态所需的时间增长;当直径为0.43 mm时活性炭的吸附速率最大,达到饱和状态的时间最短;活性炭颗粒的吸附速率与达到吸附饱和所需的时间几乎与孔隙率无关;与活性炭颗粒的错列与顺列排列方式相比,随机且不粘连排列方式的动态吸附性能更好。     

热质双扩散与流固共轭传热及吸附的LBM模拟

采用格子Boltzmann方法,基于孔隙尺度,对填有均匀介质的复合方腔顶盖驱动双扩散混合对流及流固共轭传热、吸附进行数值模拟.在孔隙率ε=0.79,普朗特数Pr=0.7,格拉晓夫数Gr=10⁴和路易斯数Le=1.0时,就不同浮升力比（-100≤Br≤100）和吸附率常数（0.001≤k₁≤0.005）对方腔内部热质传输的影响进行比较.给出流线、等温线、等浓度线、平均努赛尔数Nu_av、舍伍德数Sh_av和吸附量等.结果表明Br通过改变介质所处流场的浓度分布影响吸附,而k₁的增加显著地提高吸附效率和吸附能力.