圆内开缝圆环形空间自然对流的格子Boltzmann模拟

来源：上海理工大学学报杂志2019年第2期北京时间：

作者：余端民

单位：上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海 200093,上海理工大学 能源与动力工程学院, 上海 200093

摘要：采用耦合热格子Boltzmann模型，对圆内开缝圆环形空间自然对流进行了数值模拟，分析了瑞利数Ra（104≤Ra≤106）和开缝度S（0.1≤S≤0.4）对环形空间内流动与换热的影响。模拟结果表明：随着瑞利数增加，环形空间内自然对流换热会出现较强的不稳定性，流型转化也较丰富，存在4种流型，稳定的二涡流、四涡流、二涡流和四涡流之间振荡的交变流以及振荡的二涡流；此外，开缝度的改变对环形空间内自然对流换热影响是显著的。随着开缝度的增大，流体更易形成多涡流型，进而增强流体扰动，流动不稳定性增强；另外，增大开缝度虽能增强环形空间内自流换热，但不是开缝度越大越好，而是存在一个最佳临界开缝度。

关键词：环形空间;自然对流;格子Boltzmann;数值模拟

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51306120）