基于格子Boltzmann方法的纳米流体流动与能量传递机理研究

摘要

该文基于格子Boltzmann方法研究纳米流体的流动与能量传递过程.格子Boltzmann方法是一种新兴的数值模拟方法,它从离散运动论出发,在介观尺度上研究流体的流动和传热机理.该文建立了二维两相流格子Boltzmann模型,通过理论推导证明了格子Boltzmann模型的正确性,并分析了格子Boltzmann模型的边界条件和稳定性.论文描述了纳米流体的基本特点.纳米流体是胶体悬浮物,从胶体理论出发,介绍了纳米流体的动力学和热力学性质.纳米粒子在流体中受到重力、布朗力、相间阻力和粒子间作用势产生的分散力的作用,呈集聚状态.纳米粒子的布朗运动和粒子间作用热是使纳米流体具有高效传热性能的主要原因.该文根据纳米粒子和液体介质的作用力关系,建立了纳米流体格子Boltzmann模型,并据此研究纳米粒子的动态特性,模拟纳米流体的输运参数,从介观层次揭示纳米流体的强化传热机理.