多孔介质中流体流动及扩散的耦合格子Boltzmann模型

多孔介质中高Péclet数和大黏性比下混溶流体的流动和扩散广泛存在于二氧化碳驱油、化工生产等工业过程中.用数值方法对该问题进行研究时,关键在于如何正确描述高Péclet数和大黏性比下多孔介质内流体的行为.为此,提出了一种基于多松弛模型和格子动理模型的耦合格子Boltzmann模型.通过Chapman-Enskog分析,证明该模型能有效求解不可压Navier-Stokes方程和对流扩散方程.数值结果表明,该模型不仅具有二阶精度和良好的稳健性,而且对于高Péclet数和大黏性比的问题具有良好的数值稳定性,为模拟此类问题提供了有效工具.

多孔介质平板通道发展传热中非局部热平衡时的温度分布特征

研究了多孔介质平板通道中,Darcy流体发展传热强迫对流非局部热平衡下,固相骨架和孔隙流体的温度分布特征.考虑流体流动方向的热传导以及固相和流相相互作用的粘性耗散,根据非局部热平衡的两能量方程模型,得到了常壁温度时多孔介质固相骨架温度和孔隙流体温度的解析解.证明了当两相间的热交换系数趋于无穷大时,两能量方程的温度解趋于局部热平衡时一能量方程的温度解.针对不同的无量纲参数,给出了固相和流相的温度分布状态,通过参数研究,揭示了非局部热平衡强迫对流时温度对无量纲参数的依赖关系.

含源定常对流扩散方程的高精度紧致差分格式

对一维、定常、常系数、含源对流扩散方程给出了一种原则上可达任意阶精度的三点紧致差分格式,该格式具有不依赖ε的一致收敛性和无条件稳定性,故而适应于大的Péclet数,即对流占优问题.数值实验验证了理论分析的结果.

黏性微粒液滴气溶胶间在引力场中的碰并

研究了黏性微粒液滴气溶胶间在引力场中的碰并问题.属于低Péclet数情况,使用奇异扰动理论中的匹配渐近展开法,求解黏性微粒液滴气溶胶间的对分布方程,得到了该条件下碰并率的三阶渐近展式.

重力场中粘性纳米液滴气溶胶间的碰并

研究重力场中粘性纳米气溶胶液滴之间的碰并问题.重力场中,纳米液滴之间的碰并属于低Péclet数情况,可以使用奇异扰动理论中的匹配渐近展开法,以此求解粘性纳米液滴气溶胶间的对分布方程,得到了该条件下碰并率的三阶渐近展式.