王金库
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王沫然
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李志信
工程热物理学报
非线性Poisson方程在化学、化工及生物等领域有着广泛的应用.本文发展了一种基于格子演化的新算法-格子Poisson方法(LPM),并且给出了Dirichlet边界条件和Neumann边界条件的实现方法.本方法不需要对方程进行线化处理,直接求解非线性方程,适用范围广泛.Dirichlet边界与Neumann边界的数值模拟结果与多重网格法等结果符合很好,验证了该方法在求解非线性Poisson方程的正确性与有效性.本方法非常适合并行计算,并方便扩展到三维情况.
关键词:
非线性Poisson方程
,
格子Poisson方法
,
格子Boltzmann方法
,
格子演化
王世博
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唐桂华
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叶培兴
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陶文铨
工程热物理学报
根据修正Blake—Kozeny方程对Herschel—Bulkley模型的非牛顿流体在微多孔介质中流动的定量描述，通过增加外力项建立了非牛顿流体在宏观多孔介质中的格子Boltzmann模型，并将该模型应用到平板多孔介质中非牛顿流体的电渗驱动流模拟。对多孔介质渗透性参数和非牛顿流体流变性参数的影响进行模拟和分析，获得了各种参数对多孔介质中非牛顿流体流动速度的影响规律。
关键词:
格子Boltzmann方法
,
多孔介质
,
非牛顿流体
,
电渗驱动流
李俏杰
,
郑洲顺
,
王爽
,
刘建康
中国有色金属学报
根据高速压制工艺过程的特点,底部和侧面边界采用反弹与反射的混合格式,顶部通过改变分布函数构造能模拟动态压制过程的边界格式.利用粉体的初始密度和压制最大理想密度建立一个动态的松弛函数来代替格子Boltzmann方法的固定松弛时间.对圆柱体及单级台阶的圆柱体模具的高速压制成形过程进行二维数值模拟,直观显示压制过程中粉末的流动以及应力波的形成与传播过程.模拟结果表明:模具形状对应力波的波形有较大影响；压制完成后,圆柱体压坯最大密度差为12 mg/cm3,密度分布均匀且左右对称,压坯顶部和底部密度较中间部分密度稍大,与实验结果基本相似；圆柱体压坯中存在密度较低的横向窄带区域,揭示成形坯有可能形成分层或断裂.
关键词:
高速压制
,
格子Boltzmann方法
,
松弛函数
,
应力波
曹玉会
,
张信荣
工程热物理学报
本文提出一种能够体现流体物性变化的格子Boltzmann模型。首先，通过模拟常压下空腔内的自然对流，检验了模型的可靠性。其次，模拟了超临界压力下CO2的自然对流，讨论了伪临界温度附近急剧的物性变化对流动及传热的影响。模型的提出为深入探讨CO2的流动和传热特性提供了有力工具。本文结果为有效利用超临界CO2提高换热系统的性能提供了理论依据。
关键词:
自然对流
,
超临界流体
,
CO2
,
格子Boltzmann方法
,
传热
郭亚丽
,
沈胜强
,
李维仲
工程热物理学报
文中采用格子Boltzmann力矩模型模拟了不同纵横比(A)、瑞利数(Ra)、雷诺数(Re)下两维矩形腔内的混合流动,得到不同条件下矩形腔内的流线和等温线图,并描述了其特点.模拟结果表明,在低雷诺数下,当强制对流占主导时,换热可看作矩形腔内上部强制对流换热Nucv加权该部分尺寸与下部导热Nucd加权下部导热尺寸的综合作用结果.得到整体换热强度随纵横比变化的经验公式,并给出其适用范围.
关键词:
格子Boltzmann方法
,
混合对流
,
纵横比
,
矩形腔
杨帆
,
施徐明
,
刘连国
工程热物理学报
本文采用多弛豫时间格子玻尔兹曼方法（multi relaxation time lattice Boltzmann method—MRT LBM）对二维顶盖驱动半圆腔内流动进行了数值模拟,得到了雷诺数为500～50000范围内半圆腔内流场分布情况。在二维顶盖驱动半圆腔流场中,随雷诺数的增大,流场内旋涡的数目逐渐增加,且流动依次呈现出稳定流、周期流、混沌流等状态。本文计算结果表明,MRT-LBM模型可显著提高计算的稳定性,适用于大范围的雷诺数流动情况。
关键词:
格子Boltzmann方法
,
多弛豫时间
,
顶盖驱动
,
半圆腔
黄桥高
,
潘光
功能材料
doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.10.005
润湿性对固体表面上液体的各种动力学行为具有重要影响，疏水表面的特殊润湿性是其在减阻、降噪、防污等领域有着广泛应用前景的根本原因。基于Shan-Chen模型的格子Boltzmann方法对疏水表面润湿性进行数值模拟，获得了材料属性和微形貌对疏水表面润湿性的影响规律。研究表明，要使疏水表面处于 Cassie-Baxter 润湿状态，微形貌高度必须大于某一临界值，而当疏水表面一旦处于 Cassie-Baxter 润湿状态后，继续增加微形貌高度也不会提高其疏水性能；疏水表面的表观接触角随气液界面分数先增大后减小，且存在一个最佳的气液界面分数使表观接触角达到最大。
关键词:
疏水表面
,
格子Boltzmann方法
,
材料属性
,
微形貌
,
润湿性
李岚
,
郑怀
,
袁超
,
罗小兵
工程热物理学报
为得到白光LED照明产品,大功率LED封装工艺流程中,荧光粉硅胶混合物需通过点涂等方式涂覆于LED芯片上.荧光粉硅胶涂覆工艺的本质是一个两相流动过程,它直接决定了荧光粉硅胶层的几何形貌及物理特性,并最终影响LED产品的性能,因此准确描述这一成形过程特别重要.基于高速摄像机的实验平台,通过实验捕捉荧光粉硅胶形貌的动态成形过程.应用格子Boltzmann方法,建立荧光粉硅胶流动模型,对荧光粉硅胶点涂工艺进行模拟,得到荧光粉硅胶点涂成形过程及最终形貌.结果表明:荧光粉硅胶点涂工艺中,存在撞击、铺展及稳定成形三个阶段;格子Boltzmann方法能够正确模拟荧光粉硅胶点涂这一流动过程,并能够预测荧光粉硅胶层的最终形貌,为后续研究中对点涂工艺的优化提供了理论基础.
关键词:
荧光粉硅胶点涂工艺
,
动态形貌
,
流动模拟
,
格子Boltzmann方法
于程
,
张程宾
,
陈永平
,
施明恒
工程热物理学报
本文建立了粗糙固体表面上液滴铺展过程的理论模型并采用了格子Boltzmann方法进行数值模拟,研究了粗糙与光滑表面上液滴铺展过程的形貌变化.研究结果表明,无论表面光滑还是粗糙,液滴都沿着半径方向逐渐铺展,整体首先呈帽形,随着时间的推移,液滴在表面铺展成一平面.粗糙表面与光滑表面铺展特性间的差异主要在于粗糙表面液滴受到粗糙元干扰,其铺展形状随时间推移由圆形向八边形过渡.粗糙元间隙的增大导致液滴润湿半径增大,液滴厚度沿半径方向变化梯度降低.
关键词:
格子Boltzmann方法
,
液滴
,
粗糙
,
表面
何超
,
何雅玲
,
谢涛
,
刘清
工程热物理学报
对于纤维增强SiO2气凝胶复合隔热材料的等效热导率,以往主要通过提出简化结构之后利用等效电路方法进行理论求解.本文提出一种纤维结构的计算机随机生成方法,生成了不同的纤维-气凝胶复合材料等效结构单元;采用三维格子Boltzmann模型求解该等效结构的温度场,并计算了复合材料常温下的等效热导率.本文数值预测结果与理论计算结果及相关实验结果吻合良好,表明本文模型能够有效地预测纤维-气凝胶复合材料的等效热导率.
关键词:
SiO2气凝胶
,
复合隔热材料
,
结构生成
,
格子Boltzmann方法
,
等效热导率
