多孔介质方腔内双扩散自然对流熵产的格子Boltzmann模拟

来源：计算物理杂志2022年第5期北京时间：

作者：刘嘉鑫, 郑林, 张贝豪

摘要：用格子Boltzmann方法对倾斜多孔介质方腔内流体双扩散自然对流的熵产进行数值模拟, 分析孔隙率(0.2≤ε≤0.9)、瑞利数(103≤Ra≤106)、浮力比(-4≤Br≤2)和倾斜角(0°≤γ≤80°)对局部熵产与总熵产的影响。结果表明: ①当ε和Ra增加时, 因流动与传热传质引起的局部熵产峰值升高, 流动熵产对总熵产的贡献逐步增大, 净流体摩擦项在流动熵产中占比升高; ②Br=-1是局部熵产分布发生变化的临界值, 此时熵产趋于零; ③随着倾斜角的增大, 局部流动熵产的高熵产区域沿着顺时针方向移动; 当γ=40°时, 净流体摩擦造成的熵产达到极大值而达西耗散造成的熵产峰值出现在γ=60°。

关键词：双扩散自然对流, 熵产, 多孔介质, 格子Boltzmann方法