纳米流体多相流动的多尺度模拟方法

计算物理 ›› 2009, Vol. 26 ›› Issue (6): 849-856.

纳米流体多相流动的多尺度模拟方法

周陆军, 宣益民, 李强

南京理工大学动力工程学院, 江苏南京 210094

收稿日期:2008-05-19 修回日期:2008-08-12 出版日期:2009-11-25 发布日期:2009-11-25
作者简介:周陆军(1982-),男,山东潍坊,博士生,主要从事纳米流体多尺度研究.
基金资助:
国家自然科学基金重点(No.50436020)资助项目

Multiscale Simulation of Nanofluid Multiphase Flows

ZHOU Lujun, XUAN Yimin, LI Qiang

School of Power Engineering, Nanjing University of Science & Technology, Nanjing 210094, China

Received:2008-05-19 Revised:2008-08-12 Online:2009-11-25 Published:2009-11-25

摘要/Abstract

摘要： 针对纳米流体多相流动的微观特征,提出一种基于格子Boltzmann的多尺度耦合方法,在速度和悬浮纳米粒子分布变化比较剧烈的区域采用细网格多相模型,在其它区域视纳米流体为均匀混合的单相流体,使用粗网格单相模型.为保证不同尺度区域之间的物理信息(参数)的准确传递,运用质量和动量守恒原理,建立跨区域的边界耦合模型.几个算例表明,该方法既可以反映纳米流体流动的微观特征,又能提高计算效率,与单纯使用多相模型相比,节省大量时间.

关键词: 格子Boltzmann, 多尺度模拟, 纳米流体, 多相流

Abstract: A hybrid method is proposed to study microcosmic characteristics of nanofluid mulfiphase flows in a lattice Boltzmann approach. Multicomponent lattice Boltzmann model on fine mesh is used in regions where physical parameters, such as density and velocity change tempestuously, otherwise a single component one on coarse mesh is used. In order to keep continuity of physical information (physical parameters) in overlapping regions, principle of mass and momentum conservation is used. It shows that in the model microcosmic characteristics of nanofluid flow can be obtained. Computational efficiency is improved observably compared with a multicomponent method.

Key words: lattice Boltzmann, multiscale simulation, nanofluid, multiphase flow

中图分类号:

O359

周陆军, 宣益民, 李强. 纳米流体多相流动的多尺度模拟方法[J]. 计算物理, 2009, 26(6): 849-856.

ZHOU Lujun, XUAN Yimin, LI Qiang. Multiscale Simulation of Nanofluid Multiphase Flows[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2009, 26(6): 849-856.

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