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活性炭吸附甲醛的格子Boltzmann模拟

冯玲玲, 徐洪涛, 王迪, 罗祝清

计算物理 2021, 38 (1): 69-78. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8185

摘要（282）

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PDF （23161KB）（1115）

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。

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热质双扩散与流固共轭传热及吸附的LBM模拟

罗祝清, 娄钦, 徐洪涛, 杨茉

计算物理 2019, 36 (1): 60-68. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7790

摘要（522）

HTML （8）

PDF （32120KB）（1513）

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.

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考虑Soret和Dufour效应的方腔内双扩散自然对流格子Boltzmann模拟

王俊, 娄钦, 徐洪涛, 陈建, 杨茉

计算物理 2018, 35 (4): 405-412. DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7658

摘要（595）

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PDF （1825KB）（1562）

采用格子Boltzmann方法，考虑Soret和Dufour效应，对内置高浓度发热圆的方腔内部双扩散自然对流现象进行数值模拟.高浓度发热圆位于方腔中心，四周壁面均为低温低浓度.在该模型中，用三个独立的LBGK方程分别模拟速度场、温度场和浓度场，并通过Boussinesq近似将它们耦合起来.分析Soret数和Dufour数对方腔内部双扩散自然对流的影响，得到流线图、等温线图、等浓度线图、发热圆表面平均Nusselt数和平均Sherwood数.结果表明：Soret和Dufour效应对方腔内双扩散自然对流影响明显，不能忽略.

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多孔介质方腔内混合对流格子Boltzmann模拟

王婷婷, 高强, 陈建, 徐洪涛, 杨茉

计算物理 2017, 34 (1): 39-46.

摘要（952）

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PDF （3388KB）（2292）

采用格子Boltzmann方法，对多孔介质方腔内的混合对流现象进行研究.方腔内部中心有一发热圆，径宽比D/L=0.4，冷流体从方腔左下角入口流进，从方腔左上角出口流出，四周壁面绝热.在普朗特数Pr=0.71和格拉晓夫数Gr=1.4×10⁴时，分析理查德森数Ri和达西数Da对发热圆表面平均努赛尔数Nu的影响.结果表明：Ri数位于10^-3~10范围内，Nu随Ri的增大而减小.Da越大，Ri对Nu的影响越显著；Da数位于10^-5~10^-2范围内，强制对流占主导的情况下（Ri≤0.1），Nu随着多孔介质的Da的增大而增大.自然对流占主导的情况下（Ri=10），Nu对Da的变化不敏感.

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方腔内双扩散混合对流非线性格子Boltzmann研究

李贝贝, 王婷婷, 陈建, 徐洪涛, 杨茉

计算物理 2016, 33 (2): 156-162.

摘要（335）

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PDF （1311KB）（1351）

采用格子Boltzmann方法对方腔内双扩散混合对流的非线性特性进行数值模拟.发热圆位于方腔中心，流体从方腔左侧底部流进，流出位置分别为顶部右侧、中间和左侧三种情况.结果表明，不同参数下的双扩散混合对流存在稳态定常解、周期性振荡解和非周期性振荡解，监测点速度相图分别表现为最终到达一个点、一个封闭环和没有规律的曲线.

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