过热液体中蒸汽泡上升过程的格子Boltzmann三维数值模拟

来源：计算物理杂志2019年第6期北京时间：

作者：孙涛, 刘志斌, 范伟, 秦海杰

摘要：应用格子Boltzmann相变模型，在三维空间研究蒸汽泡在过热液体中生长、上升和变形等动力学行为.为研究传热传质对蒸汽泡运动的影响，对比模拟相同条件下气泡在等温环境中上升的物理过程.结果表明：蒸汽泡在过热液体中上升发生的变形程度较小，意味着相变对蒸汽泡的影响和表面张力一样使汽泡保持初始的形状.蒸汽泡在过热液体中的上升速度较小，说明随着汽泡生长拖拽力的影响比浮力大.蒸汽泡生长率在初始阶段达到最大值，随后会趋于一个恒定的值.随着汽泡体积增大和上升速度的增加，其对流场的扰动也越来越剧烈.蒸汽泡生长和上升引起的对流运动对温度场的演化造成很大的影响.

关键词：过热液体, 蒸汽泡, 格子Boltzmann方法, 动力学特性, 传热传质