基于LBM的三角腔固液相变模拟

发布时间：2023-11-12 17:17

　　利用格子Boltzmann方法(LBM)模拟三角腔中的自然对流融化现象,分析瑞利数Ra、局部热源尺寸L及位置S对其相变换热和储能特性的影响。数值计算表明:①相变材料在全热边界三角腔内的完全融化时间随对流循环强度的增加呈现先增后减的趋势,临界Ra值为31000,当Ra大于31000时,融化进程和对流效应呈现正相关,低于31000时,表现为负相关;②局部加热尺寸L较小时,中间热源的融化时间最短,储能效率更高;上部热源的融化时间最长。此外,因受冷斜壁的影响程度不同,随着对流效应的增强,上部热源的总融化时间增大,下部热源的总融化时间缩短,而中间热源的总融化时间随对流强度的增加呈先增后减的趋势,存在一临界值Ra=19000;③L≥0.5时,下部加热成为最佳融化位置,储能时间最短;随着对流强度的增加,上、中、下三种局部加热方案的总融化时间均表现为先增后减的趋势,且临界Ra值随着加热长度的增加而增加,此外,加热尺寸在不同位置上的变化对相变储能进程也有不同的影响。本研究工作有助于为实际相变换热设备的优化设计和高效储能提供理论依据和技术指导。

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本文编号：3863594