倾斜多孔方腔内自然对流非正交MRT-LB数值模拟

摘要

建立了倾斜多孔方腔自然对流的非正交多松弛系数格子Boltzmann(MRT-LB)模型,选取典型热流动问题分析了非正交转换矩阵的MRT-LB模型数值稳定性和运算效率,并对倾斜多孔方腔内自然对流现象进行了模拟研究,讨论了孔隙度ε(ε=0.4,0.6,0.9)、倾角θ(-180°≤θ≤180°)、Rayleigh数(104≤Ra≤107)及Darcy数(Da=10-4,10-2)等参数对流动传热的影响.结果表明:非正交转换矩阵的MRT-LB模型具有更好的数值稳定性和收敛速度;倾斜多孔方腔高温壁面上平均Nusselt数随倾角变化呈M型分布;Ra数、Da数增大使得Nusselt数最大值所对应的倾斜角度θmax呈滞后规律;低Ra数时Nusselt数曲线出现不连续变化现象.最后通过曲线拟舍得到Nusselt数与Ra*(Ra*=DaRa)数的幂函数关系式.