【摘 要】
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格子Boltzmann方法(LBM)已经能够描述近连续区域稀薄气体流动和传热的物理现象，然而如何处理微尺度下的边界条件仍然是LBM的重要问题之一。在本文中我们基于Zheng等人提出的两种边界处理：一种是组合平衡态分布函数和反弹格式，另一种是组合平衡态分布函数和镜面反射格式，以及Guo等人提出的热模型，通过对Couette流动详细的分析我们发现对于Guo等人的模型的边界处理仍然存在离散效应，但是通过
【机 构】
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华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 华中科技大学数学与统计学院,武汉430074
【出 处】
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中国工程热物理学会2008年传热传质学学术会议
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格子Boltzmann方法(LBM)已经能够描述近连续区域稀薄气体流动和传热的物理现象，然而如何处理微尺度下的边界条件仍然是LBM的重要问题之一。在本文中我们基于Zheng等人提出的两种边界处理：一种是组合平衡态分布函数和反弹格式，另一种是组合平衡态分布函数和镜面反射格式，以及Guo等人提出的热模型，通过对Couette流动详细的分析我们发现对于Guo等人的模型的边界处理仍然存在离散效应，但是通过正确的校正协调系数就可以准确的预测边界上的速度滑移和温度跳跃。
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通过三维数值模拟，对新型侧置三角翼纵向涡发生器的顺排和叉排管翅式换热器的流动和传热特性进行了研究。结果表明：侧置三角翼不仅促使纵向涡产生，同时形成了喷射状的流体加速区，减薄了边界层，增强了流体混合，从而强化了换热；在本文研究的Re数范围内，采用侧置三角翼的措施后，对顺排管翅式换热器其换热增强38.8％－50.9％，阻力增大30.3％－46.8％，对叉排管翅式换热器其换热增强35.1％－45.2％，
本文设计了两种通风方式下的太阳能多孔墙采暖系统，并采用饱和多孔介质能量双方程模型，Brinkman-Forchheimer Extended Darcy模型以及标准k-ε紊流模型，对采暖系统内的传热与流动特性进行计算、分析和比较。结果表明，太阳能多孔墙采暖系统的送排风方式，对采暖房内的温度场、流场有着很大的影响，它直接影响到系统的采暖效果，对多孔墙的热利用率有较大的影响。因此，在实际应用中应合理地
以一种基于层层扰流作用的蜂窝形微通道热沉为研究对象，分析了其结构形式并对其开展了单相流换热实验研究，结果表明在热沉进出水管采用外径φ6mm，壁厚1mm不锈钢毛细管时，其换热热流密度可达18.2W/cm2，微泵耗功2.4W，具有良好的换热效果。
本文针对长江中下游地区冬季和夏季通常的温度和太阳辐射条件，计算了太阳墙冬季集热和夏季通风隔热的效果，计算结果表明，太阳墙作为夏季通风隔热和冬季集热效率都是比较高的，特别适合长江中下游地区冬季比较冷，夏季气温偏高的情形，有着良好的推广价值。
针对毛细抽吸两相回路(CPL)的控温及应对高热流的问题，提出了在系统中加入微泵引射回路的新思路，将微泵和引射器应用于CPL系统，在环境恶劣时做出响应辅助主回路，以提高系统控温能力及运行稳定性。根据系统热力计算的结果，对引射器进行了数值模拟，得出了不同工作流体压力下引射器的工作状况。结果表明，通过微泵提供压头和引射器的引射作用，回路可以正常工作。设计时应选取合适的微泵压头，在保证引射效果时尽量减少空
采用高速摄像仪拍摄等离子体射流高温区瞬时形貌以及静电探针检测射流中瞬时离子电流，探讨了纯氩减压直流非转移弧等离子体射流的波动特性。结果表明，在气流量4.4～17.6 slm、弧电流80 A、真空室压力165～104 Pa的条件下，当气流量较小或者真空室压力较低时，射流流场呈现较好的稳定性，随着气流量和真空室压力的增加，射流能量分布的空间和时间稳定性逐渐变差，离子电流信号变得紊乱而无规律可循。
建立了一种新的质子交换膜燃料电池（PEMFC）数学模型，能有效模拟电池运行时的各种过电位随电流密度的变化关系。PEMFC各过电位的按大小顺序依次减小，在一般的计算中ηconc,c.和ηconc,a可以忽略；阳极侧沿流动方向H2的质量分数可能增加，此时，可改变H2的加湿程度来调节H2的质量分数分布，从而得到相对均匀的电流密度分布。
采用水冷管状静电探针、给探针施加负偏置电压、并使其垂直于射流轴线扫过层流氩等离子体射流的办法，测量探针所收集的累积离子饱和电流变化，得到局部离子饱和电流密度沿射流径向的分布；通过水冷压力探针，以动态法测量射流动压沿射流径向的分布；根据上述测量数据，导出了等离子体射流横截面上的温度分布。同时又采用谱线相对强度法测量了射流温度。两种方法得到的射流中心温度合理符合，射流中心温度随弧电流变化的趋势也一致。
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利用大涡模拟(LES)方法分析了三角翼通道强化传热的机理，并与k-ε模型的计算结果进行了比较，结果发现：与k-ε模型相比，LES能模拟三角翼通道内湍流拟序结构的形成与发展和加热面温度随时间的变化关系，能用于研究三角翼的强化传热机理；在三角翼后，展向涡沿流动方向逐渐减弱且趋于均匀，对称面附近的展向涡的强度要高于远离对称面的展向涡的强度；在流动方向上，流向涡向四周扩散，强度逐渐减弱。