复杂微通道气体流动的格子Boltzmann模拟

来源：计算力学学报杂志2022年第5期北京时间：

作者：姚杰,董波,李维仲

单位：大连理工大学 海洋能源利用与节能教育部重点实验室, 大连 116024,大连理工大学 海洋能源利用与节能教育部重点实验室, 大连 116024,大连理工大学 海洋能源利用与节能教育部重点实验室, 大连 116024

摘要：构建了一个模拟复杂微通道内气体流动的多松弛格子Boltzmann模型。该模型采用动力学曲面滑移边界,考虑了微尺度效应和努森层影响。此外,为了更准确地描述微通道内气体的滑移速度,在模型中引入孔隙局部Kn数来代替平均Kn数。之后采用Poiseuille流对模型进行验证,模拟结果与用直接模拟蒙特卡洛方法和分子模拟结果吻合较好,证明了该模型模拟微通道内处于滑移区和过渡区气体流动的有效性。最后,采用该模型模拟多孔介质内气体渗流过程。结果表明,随着孔隙平均Kn数的增加,多孔介质内的高渗区域增加,且优先从小孔隙中开始增加,这是由于小孔隙中微尺度效应更加明显,相对大孔隙流动阻力更小所致。

关键词：格子Boltzmann方法,努森层,微尺度效应,气体渗流,

基金资助：国家自然科学基金(51776031);中央高校基本科研业务费(DUT19LAB04)资助项目.