国家自然科学基金(51176089)
- 作品数：8 被引量：31H指数：3
- 相关作者：王沫然张建影张力单小东何新婷更多>>
- 相关机构：清华大学北京大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：动力工程及工程热物理理学石油与天然气工程一般工业技术更多>>
- 液滴在固体平表面上均匀蒸发过程的格子Boltzmann模拟被引量：9
- 2014年
- 通过格子玻尔兹曼(lattice Boltzmann method,LBM)数值模拟,研究了液滴在固体平表面上蒸发过程形状变化的机理.揭示了不同静态接触角下液滴蒸发过程中重力对其形状变化的影响规律.结果表明,重力的影响随着液滴尺度的减小而减弱,达到某一临界点后,重力对蒸发过程的影响可以忽略.模拟定量确定了液滴尺寸的这一临界值,并分析了蒸发过程中几个典型时刻液滴内部的流场分布,进一步研究了重力的影响.
- 谢驰宇张建影王沫然
- 关键词：格子BOLTZMANN方法液滴蒸发多相流
- 格子Boltzmann方法解扩散方程的复杂边界条件研究被引量：5
- 2014年
- 对格子Boltzmann方法求解含第三类边界条件的扩散方程进行了理论和数值研究,构造了一种新的基于bounce-back的边界处理数值格式,用来处理复杂边界问题.借助渐近分析,证明了新方法的数值相容性.用数值算例从不同角度分析了算法的精度和稳定性等,与已有算法相比,新方法在精度、稳定性和效率方面均有较大提高.最后通过一个复杂边界反应扩散的示例演示了新方法应用于复杂多孔介质内多物理化学输运模拟的可行性和有效性.
- 黄俊涛张力雍稳安王沫然
- 关键词：格子BOLTZMANN方法渐近分析
- 氯离子在混凝土内扩散的数值模拟
- 2015年
- 对于长期处于海水环境的钢筋混凝土结构,海水中的氯离子会扩散侵入混凝土引起钢筋腐蚀,使钢筋混凝土结构的使用寿命缩短。本文提出了基于自生长的水化模型重构混凝土的微结构,采用格子-Boltzmann方法模拟氯离子在混凝土微结构中的扩散行为。模拟结果表明:若混凝土的水灰比降低、水化程度增加,氯离子在混凝土内的等效扩散系数下降。当双电层的尺度与孔隙尺度相当时,电动效应不可忽略,由于混凝土孔隙壁面带负电,会阻碍氯离子进入孔隙内部。本研究有助于对海洋中混凝土结构的保护,提高耐久性。
- 杨元凯何新婷王沫然
- 微纳圆柱外气体导热的尺度效应被引量：1
- 2013年
- 本文通过数值模拟方法(DSMC),对微纳气体在圆柱与方腔壁间导热现象及尺度效应的机理进行了探讨,通过模拟发现了热导率随尺度变大而逐渐变大并趋向于体材料,本文主要探讨了稀薄效应与受限空间对尺度效应的影响,模拟发现圆柱壁面处温度跳跃与受限空间内气体性质的改变是微纳圆柱外气体薄层导热尺度效应的根本原因.
- 单小东王沫然
- 关键词：热导率DSMC
- 多相非牛顿流体驱替过程的格子Boltzmann模拟
- 通过将非牛顿流体模型引入多相格子Boltzmann方法(LBM),本文研究了多相非牛顿流体的驱替过程。首先以牛顿流体驱替过程作对照,比较了非牛顿流体的驱替特性。然后,结合四参数随机生长(QSGS)结构生成方法,本文模拟了...
- 谢驰宇张建影王沫然
- 关键词：非牛顿流体格子BOLTZMANN方法
- 文献传递
- 多相非牛顿流体驱替过程的格子Boltzmann模拟被引量：12
- 2016年
- 将非牛顿流体模型引入多相格子Boltzmann方法(LBM),研究多相非牛顿流体的驱替过程.首先以牛顿流体驱替过程作对照,比较非牛顿流体的驱替特性.然后基于简单结构模型,分析不同界面张力下,非牛顿流体的驱替能力和驱替过程中被驱替相的形态变化规律,揭示界面张力的影响机理.结果表明:界面张力在驱替过程中起阻碍作用,其它参数相同情况下,界面张力越低,流体的驱替能力越强.最后,结合四参数随机生长(QSGS)结构生成方法,模拟不同压差、不同界面张力以及不同润湿性条件下多孔复杂结构内的非牛顿多相驱替过程,分析这些参数对过程的影响.
- 谢驰宇张建影王沫然
- 关键词：多相流非牛顿流体格子BOLTZMANN方法
- 基于热子气模型分析纳米梯形板的热整流机理被引量：3
- 2014年
- 本文基于热质概念和热-流比拟将固体导热问题转化为热子气的流动问题,研究了纳米梯形板导热的热整流现象。采用Monte Carlo数值模拟揭示了梯形微通道内气流的整流比随通道夹角的变化规律,并以此分析了纳米梯形板导热的热整流规律,与文献中的分子动力学模拟结果符合较好,从而验证了热子气模型的有效性。通过分析压差驱动力与壁面摩擦阻力随梯形通道夹角的变化关系初步揭示了纳米梯形板热整流效应的机制。
- 单小东王沫然
- 纳米通道反电渗析的理论分析
- 2015年
- 纳米通道内的反电渗析过程是一种将纳米通道两端由于浓度差造成的能量势差直接转化成电能的新方法。由于反电渗析中局部浓度随通道位置变化,壁面电荷密度也会随通道位置发生变化。本文引入双电层带电Basic-Stern模型,将壁面电荷密度与局部浓度关联,并在传统空间电荷模型的基础上,预测了反电渗析过程的电流电压曲线和电动势。修正的空间电荷模型由于引入双电层带电模型,将难以测量的物理量,如壁面电荷密度,转化为较易测得的物理量和已知的模型参数。与过去模型的对比表明修正的空间电荷模型在合理选择模型参数的条件下更符合实验结果。
- 张力王沫然
- 水泥基材料内离子扩散的介观数值模拟研究
- 水泥基材料制成的混凝土高整体容器(HIC)可以储存中低放射性废物,控制氯离子在HIC中的有效扩散系数是我国高整体容器性能要求的重要指标之一。研究离子在水泥内扩散的规律对提高钢筋混凝土结构的可靠性具有重要意义。本文基于自生...
- 杨元凯何新婷王沫然
- 文献传递
- 气体在微孔介质中的等效扩散系数预测被引量：2
- 2016年
- 本文通过数值模拟研究了微孔介质内部结构对气体等效扩散系数的影响。采用随机生成生长方法生成多孔介质的三维微观结构,使用高效的格子-Boltzmann方法求解扩散的控制方程,可预测微孔结构内气体的等效扩散系数。模拟结果表明:微孔材料的内部结构对多孔介质中气体扩散及等效扩散系数有显著影响。对于高孔隙率情况,基于Fick定律数值预测的气体等效扩散系数和实验结果吻合较好;对于部分饱和的颗粒状微孔介质,孔隙内液滴阻碍了气体的扩散路径,多孔介质的无量纲等效扩散系数与饱和度呈非线性关系。
- 何新婷王沫然
- 关键词：格子-BOLTZMANN方法构效关系
