多孔介质内自然对流的不可压多松弛格子Boltzmann模型研究

摘要

建立了模拟多孔介质内自然对流换热的不可压多松弛格子Boltzmann模型。本文首先构造了一个不可压单松弛格子Boltzmann模型，该模型采用一个基于压力的分布函数求解速度场，而采用内能分布函数求解温度场。在单松弛模型的基础上，构造了相应的不可压多松弛格子Boltzmann模型。利用Chapman-Enskog展开方法，可以准确地由该模型推导出多孔介质内不可压缩流动与换热的宏观控制方程，在理论上消除了已有模型存在的压缩性误差。利用该模型对不同Ra数、Da数和孔隙率下的多孔介质封闭方腔内自然对流问题进行了数值模拟，模拟结果与相关文献结果吻合良好。