计算物理 ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (5): 537-548.DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8475
收稿日期:
2021-11-17
出版日期:
2022-09-25
发布日期:
2023-01-07
通讯作者:
单彦广
作者简介:
张浏斌, 男, 硕士研究生, 研究方向为多相流、传热传质, E-mail: zlb_usst@163.com
基金资助:
Liubin ZHANG(), Yanguang SHAN*(), Zhicheng RONG
Received:
2021-11-17
Online:
2022-09-25
Published:
2023-01-07
Contact:
Yanguang SHAN
摘要:
采用格子玻尔兹曼方法(LBM), 在气-液相变模型的基础上, 耦合理想电介质模型, 模拟均匀电场作用下池沸腾单气泡成核、生长、脱离过程, 详细研究重力加速度和电场强度对气泡动力学的影响。结果表明: 在重力加速度相同的情况下, 随着电场强度的增加, 气泡的脱离直径与脱离时间随之减小, 壁面平均热流增加。随着重力加速度减小, 壁面平均热流减少, 电场强度对于气泡脱离频率的影响更加显著。气泡在均匀电场中形状发生改变, 它将沿着电场线的方向拉伸, 变得更加细长, 电场强度与气泡的纵横比和高度呈线性相关。
张浏斌, 单彦广, 戎志成. 基于LBM的均匀电场池沸腾单气泡动力学模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(5): 537-548.
Liubin ZHANG, Yanguang SHAN, Zhicheng RONG. Single Bubble Dynamics in Pool Boiling Under Uniform Electric Field: LBM Simulation[J]. Chinese Journal of Computational Physics, 2022, 39(5): 537-548.
图5 重力加速度与气泡脱离直径、脱离周期的关系(a) 脱离直径; (b)脱离时间
Fig.5 Relations between gravity and bubble separation diameter and separation time (a) separation diameter, (b) separation time
图8 无电场时不同重力加速度下气泡轮廓(a) G = 0.00005; (b) G = 0.00001; (c) G = 0.00002
Fig.8 Evolutions of bubble contour under different gravitational accelerations without electric field (a) G = 0.00005; (b) G = 0.00001; (c) G = 0.00002
图9 G = 0.00002时,不同电场强度下池沸腾气泡轮廓的演变(a) V0=10; (b)V0=20; (c)V0=30
Fig.9 Evolutions of bubble contour during pool boiling under different electric field intensities as G = 0.00002 (a) V0=10; (b) V0=20; (c)V0=30
图11 G = 0.00002时池沸腾气泡周围速度矢量分布(a) V0=0; (b) V0=30
Fig.11 Distributions of velocity vectors around a vapor bubble during pool boiling at G = 0.00002 (a) V0=0; (b) V0=30
图16 不同重力加速度下,气泡脱离时纵横比和高度随着电场强度变化(a) 纵横比; (b) 高度
Fig.16 Effect of electric field intensity on bubble detachment height and AR under different gravitational acceleration (a) AR; (b) height
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