基于多松弛LBM的固液熔融过程模拟研究

固液熔融过程具有温度/体积变化小、潜热释放/吸收量大的特点,在工程技术中具有重要的应用。为了更好的利用固液熔融过程进行储能,本文采用具有多松弛时间碰撞模型的双分布函数格子Boltzmann方法对方腔内固液熔融过程进行数值模拟,探究Rayleigh数(Ra)和Stefan数(Ste)对相变熔融过程的影响,并对相应无量纲结果进行展示和分析。结果表明,Ra数的增加不仅有利于对流起始时间的提前,还有利于速度涡的形成。而Ste数会使对流起始时间略有增加,但对速度涡的形成没有明显影响。此外,Ra数或Ste数的增加均有利于缩短完全熔融时间。