文档介绍：第��卷第�期�热�科�学�与�技�术����.�����.��
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格子���������方法模拟泡沫金属内相变�
材料热传导融化传热过程�
杲东彦�,�陈振乾¨�
��.东南大学能源与环境学院,江苏南京������;�
�.南京工程学院能源与动力工程学院,江苏南京��������
摘要:基于局部热非平衡条件下泡沫金属内热传导融化相变传热的非线性双温度方程,在表征单元尺度上�
构建双温度分布函数格子���������模型,其中相变非线性源项处理采用焓法迭代求解。数值模拟了金属骨�
架与相变材料的温度分布情况,重点分析了孑�径、金属骨架与填充材料热传导比和������数等对局部热非平�
衡效应的影响。模拟结果表明,孔径越大、金属骨架与填充材料热传导比越大,局部热非平衡效应越明显;相变�
过程的存在,加大了局部热非平衡效应,并且������数越低局部热非平衡效应则越大。�
关键词:格子���������方法;融化;相变材料;泡沫金属;局部热非平衡�
中图分类号:������文献标识码:��
多传统计算方法难以胜任的领域如多孑�介质、多�
��引�言�
相流等,都取得了比较成功的应用��。应用格子�
泡沫金属是一种新型多功能材料,具有高孑�����������方法研究固液相变传热问题,然而大�
隙率、低密度及高热传导系数等优异特性,可以被�多数研究针对无多孔介质情况下的固液相变问�
用作强化传热的材料口��。固液相变由于相变潜热�题�������,而对多孔介质内融化相变问题研究较少,�
大且相变前后体积变化小等特征被广泛应用在相�钱吉裕等建立热传导融化格子��������模型并�
变储能、航天及电子器件温度控制系统等领域。然�在孔隙尺度上分析了多孑�介质内固液相变问�
而,很多相变材料的导热系数都比较小,很大程度�题�。�
上影响了传热速率及冻融速度。以轻质多孔泡沫�多孔介质流动及传热是一种典型的多尺度问�
金属材料为骨架,在孔隙内填充相变材料组合成�题,研究中通常涉及三个尺度,即孔隙尺度、表征�
一种新型复合功能材料来改善传统相变材料的传�单元尺度和宏观尺度。孔隙尺度研究方法的优点�
热性能。�是可以得到介质内详细的流动及传热信息。但是�
由于固液相变过程的非线性特征及多孔介质�这种方法需要预先知道介质的详细结构,此外该�
几何结构的复杂性,多孔介质固液相变传热的研�方法对每个孔隙内的流动及传热都要精确模拟,�
究方法除传统的实验研究��、理论研究�之�只能用于较小的计算区域。而表征单元尺度的格�
外,主要采用数值计算方法������。传统数值计算�子���������模型则无需介质的细节结构,仅依�
方法一般包括有限差分法、有限元法、有限体积方�赖介质的统计参数,因而计算效率较高,可用于大�
法等。格子���������方法是��世纪末发展起来�区域的工程流动及传热计算。�
的一种基于动理学理