不同冷热壁面对方腔内对流换热影响的格子Boltzmann模拟

摘要

基于格子Boltzmann方法,选取多弛豫时间(MRT)模型对具有局部冷热壁面立体方腔中的三维自然对流换热进行模拟研究。分别采用三维D3Q19模型描述速度场,D3Q7模型描述温度场,研究不同瑞利数Ra(103≤Ra≤105)和局部冷热壁面位置变化对三维方腔内自然对流的影响。结果表明:冷热壁面的布置方式对流动换热有显著影响,且瑞利数Ra越大,其影响效果越明显。其中,冷热壁面均处于中间位置(工况5)的自然对流换热能力最强,并且随着Ra逐渐增大,自然对流能力增强,流线逐渐复杂。在相同工况条件下,随着Ra增大,平均努塞尔数Nuav也逐渐增加,换热能力增强。在相同Ra条件下,工况5的Nuav最大,表明其自然对流换热能力最强。