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池沸腾中气泡生长过程的格子Boltzmann方法模拟

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曾建邦, 李隆键, 廖全, 蒋方明. 2011: 池沸腾中气泡生长过程的格子Boltzmann方法模拟, 物理学报, 60(6): 520-529.
引用本文: 曾建邦, 李隆键, 廖全, 蒋方明. 2011: 池沸腾中气泡生长过程的格子Boltzmann方法模拟, 物理学报, 60(6): 520-529.
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Zeng Jian-Bang, Li Long-Jian, Liao Quan, Jiang Fang-Ming. 2011: Simulation of bubble growth process in pool boiling using lattice Boltzmann method, Acta Physica Sinica, 60(6): 520-529.
Citation: Zeng Jian-Bang, Li Long-Jian, Liao Quan, Jiang Fang-Ming. 2011: Simulation of bubble growth process in pool boiling using lattice Boltzmann method, Acta Physica Sinica, 60(6): 520-529.
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池沸腾中气泡生长过程的格子Boltzmann方法模拟

  • 重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室,重庆400030;中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室,广州510640

  • 重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室,重庆,400030

  • 中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室,广州,510640

Simulation of bubble growth process in pool boiling using lattice Boltzmann method

  • 摘要: 在通过引入精确差分方法的单组分多相格子Boltzmann模型的基础上耦合能量方程,并考虑流体与固壁间的相互作用力来调节气泡与固壁间的接触角,从而建立了一种新的描述气液相变的格子Boltzmann理论模型.为验证该模型的正确性,利用其对工质为水的相变过程进行了模拟,发现模拟结果与实验值符合良好;进而利用其验证Laplace定律,发现计算所得的水的表面张力与实验值甚为符合.为考察该模型处理复杂相变问题的能力,利用其对工质为水的池沸腾中的气泡生长过程进行模拟,发现气泡脱离直径与g-0.5成正比,脱离频率与g0.75成正比(g均为重力加速度),这与经验关系式及文献结果符合良好;此外,接触角的变化对气泡脱离直径影响不大,但气泡脱离频率与接触角成指数关系.
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出版历程
  • 刊出日期:  2011-06-30

池沸腾中气泡生长过程的格子Boltzmann方法模拟

  • 重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室,重庆400030;中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室,广州510640
  • 重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室,重庆,400030
  • 中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室,广州,510640

摘要: 在通过引入精确差分方法的单组分多相格子Boltzmann模型的基础上耦合能量方程,并考虑流体与固壁间的相互作用力来调节气泡与固壁间的接触角,从而建立了一种新的描述气液相变的格子Boltzmann理论模型.为验证该模型的正确性,利用其对工质为水的相变过程进行了模拟,发现模拟结果与实验值符合良好;进而利用其验证Laplace定律,发现计算所得的水的表面张力与实验值甚为符合.为考察该模型处理复杂相变问题的能力,利用其对工质为水的池沸腾中的气泡生长过程进行模拟,发现气泡脱离直径与g-0.5成正比,脱离频率与g0.75成正比(g均为重力加速度),这与经验关系式及文献结果符合良好;此外,接触角的变化对气泡脱离直径影响不大,但气泡脱离频率与接触角成指数关系.

English Abstract

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