基于蒙特卡罗随机有限元方法的随机多孔介质内流体自然对流不确定性研究

来源：计算力学学报杂志2018年第1期北京时间：

作者：何贻海,姜昌伟,何叶从,姚鸣,朱炎鹤,张炳晴

单位：长沙理工大学 能源与动力工程学院, 长沙 410114,长沙理工大学 能源与动力工程学院, 长沙 410114,长沙理工大学 能源与动力工程学院, 长沙 410114,长沙理工大学 能源与动力工程学院, 长沙 410114,长沙理工大学 能源与动力工程学院, 长沙 410114,长沙理工大学 能源与动力工程学院, 长沙 410114

摘要：为分析孔隙率不确定性对多孔介质方腔内自然对流换热的影响，发展了一种基于KL（Karhunen-Loeve展开）-蒙特卡罗随机有限元算法的随机多孔介质内自然对流不确定性分析数理模型及有限元数值模拟程序框架。通过K-L展开及基于拉丁抽样法生成多孔介质孔隙率随机实现，并耦合多孔介质自然对流有限元程序，进行随机多孔介质内自然对流传热数值模拟，得出了多孔介质内流场与温度场平均值与标准偏差，并分析了孔隙率不确定性条件下Da数对Nu数的影响。结果表明，孔隙率不确定性对多孔介质方腔内自然对流有重要影响。随机多孔介质内流场及温度场与确定性条件下的流场及温度场存在一定偏差，Nu数标准偏差随着Da的增大先增大后减小。

关键词：蒙特卡罗方法,随机多孔介质,随机有限元,自然对流,不确定性分析,

基金资助：国家自然科学基金（11572056，51406015）；湖南省研究生科研创新项目（CX2016B409）资助项目.