复合方腔顶盖驱动双扩散混合对流格子Boltzmann模拟

摘要: 本文基于热质耦合的Lattice Bhatnagar-Gross-Krook(CLBGK)模型，通过引入浓度分布函数，利用格子Boltzmann方法对顶盖驱动的复合方腔内的双扩散混合对流现象进行了研究，复合方腔由多孔介质区域和自由空间组成。分析了路易斯数Le=2.0，浮升力比N=1.0，格拉晓夫数Gr=10⁴和普朗特数Pr=0.7时，孔隙率(ε = 0.6/0.7/0.8)、方腔中多孔介质层位置及理查德森数Ri(10^-3≤Ri≤10³)对内部混合对流及热质扩散的影响。给出了方腔内温度、浓度和流线分布，以及高温高浓度壁面的平均努赛尔数Nu_av和平均舍伍德数Sh_av。研究结果表明：多孔介质层对顶盖驱动方腔内热质双扩散影响显著，且方腔左壁壁面平均努赛尔数Nu_av与平均舍伍德数Sh_av，在位置D₁-D₃之间随多孔介质层的右移而增大，在位置D₃上随Ri(10^-3≤Ri≤10³)的增大而减小。