具有梯度孔隙率的多孔介质封闭方腔内的自然对流

摘要

为研究梯度孔隙分布多孔介质内自然对流流动和传热问题,建立了三种不同孔隙率分布的多孔介质模型,采用有限元方法进行了模拟计算。基于场协同理论分析了具有梯度孔隙率的多孔介质方腔内速度场与温度梯度的协同关系,探讨了不同方向孔隙率梯度分布对多孔介质腔体内温度场和速度场的影响。研究结果表明,梯度孔隙率的多孔结构低孔隙率区域通过导热强化传热,高孔隙率区域随着Ra数的增加,对流换热逐渐增强,平均Nu数增大很快,具有梯度孔隙率的多孔介质封闭方腔内的自然对流得到强化。