納米流體流動(dòng)與傳質(zhì)的CFD模擬.pdf

1、納米流體是一種新型的工作介質(zhì)，有實(shí)驗(yàn)研究證明，其能強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算流體力學(xué)已經(jīng)成為一種重要的研究手段。本文應(yīng)用計(jì)算流體力學(xué)的方法，對(duì)納米流體強(qiáng)化傳質(zhì)過(guò)程的機(jī)理進(jìn)行了深入的探討。由于納米粒子的小尺寸效應(yīng)，納米流體已不滿足連續(xù)性介質(zhì)的假設(shè)，人們無(wú)法用宏觀的連續(xù)性方程來(lái)描述其運(yùn)動(dòng)過(guò)程，因此本文采用介觀尺度的格子Boltzmann方法來(lái)模擬納米流體的流動(dòng)與傳質(zhì)過(guò)程。本文主要進(jìn)行了以下的研究工作：
　　1、在格子

2、Boltzmann模型中添加實(shí)際外力，分別運(yùn)用單相流模型和兩相流模型模擬了羅丹明B在水基Cu納米流體中的擴(kuò)散過(guò)程，其中兩相流模型的計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)值吻合良好。該模型能夠比較準(zhǔn)確地計(jì)算羅丹明B在水基Cu納米流體中的擴(kuò)散系數(shù)。特別地，在布朗力調(diào)節(jié)系數(shù)lg0-=C74845.時(shí)，模型的擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算值與文獻(xiàn)值吻合良好。
　　2、在納米流體宏觀靜止的條件下，對(duì)水基Cu納米流體在方腔中的沉降過(guò)程進(jìn)行了模擬。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在沉降的初始階段，納米流

3、體并沒(méi)有明顯的沉降，在方腔中的分布還比較均勻；但是隨著時(shí)間的推移，方腔底部的納米粒子的濃度越來(lái)越高，在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，幾乎所有的納米粒子都沉降到了方腔底部。
　　3、在相同的外在條件下，分別對(duì)純水和水基Cu納米流體的流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了模擬。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)有納米粒子存在時(shí)，可以明顯看出在流場(chǎng)的局部有微對(duì)流現(xiàn)象產(chǎn)生。
　　4、在相同的外在條件下，分別對(duì)CO2在純乙醇和乙醇基Cu納米流體中的吸收過(guò)程進(jìn)行了模擬。從兩種介質(zhì)中發(fā)生Ray