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非理想界面共轭传热的扩散界面-玻尔兹曼模型。 (英文) 兹伯利07783931

摘要:提出了一种用于模拟具有非理想界面的共轭传热问题的扩散界面-玻尔兹曼模型。根据热通量的连续性条件和非理想界面上温度的跳跃条件,建立了复合介质域中具有奇异源项的温度场统一的锐界面方程。然后,通过对统一的锐界面方程进行平滑逼近,得到了扩散界面方程。将新的扩散界面方程重构为具有各向异性扩散系数张量的二阶热扩散方程。为了数值求解二阶各向异性扩散方程,采用了多重松弛(MRT)格子Boltzmann(LB)格式。对基准测试实例进行了若干数值模拟,并给出了解析解,以验证本模型的准确性,其中包括具有平坦界面的两层介质中的稳态热扩散,具有弯曲界面的方形区域中的稳态热扩散和具有双层介质的非稳态温度扩散。数值结果表明,该方法能够成功、准确地捕捉到非理想界面上的温度跳跃现象。此外,作为实际应用的一个例子,利用新提出的扩散界面模型预测孔隙尺度下具有热接触电阻的多孔介质的有效导热系数。通过研究双组分材料的导热比、材料中块体的形状和体积分数、界面导热系数和块体数对有效导热系数的影响,得到了各参数的有效导热系数变化规律。考虑了均匀和随机孔隙结构。前面的理论方程有力地支持了本模型的有效性。

MSC公司:

76米28 粒子法和晶格气体法
74英尺10英寸 流固相互作用(包括气动和水弹性、孔隙度等)
80甲19 扩散和对流传热传质、热流
74甲15 固体力学中的热力学
76M20码 有限差分方法在流体力学问题中的应用
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全文: 内政部

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