格子Boltzmann方法在相变过程中的应用-物理学报.PDF

第 卷 第 期 年 月 物 理 学 报 ( = %#=# = ， ， ， Z*+ 6( Y* 6 = [/0E/M\ %#=# （ ） =###2$%#S%#=#S( #= S# =;’2#’ TUT 5VW4XT 4XYXT !%#=# I@0 6 5I\N 6 4*9 6 格子!#$%’(( 方法在相变过程中的应用! ! 曾建邦 李隆键 廖 全 陈清华 崔文智 潘良明 （重庆大学动力工程学院，重庆 ###$# ） （ 年 月 日收到； 年 月 日收到修改稿） %## %’ %## ( $# 提出了一种新的描述气液相变过程的单组分格子 模型，利用该模型模拟水以及氨分别在 ， )*+,-./00 123 134 和521 状态方程控制下的相变过程，发现相对于123 和134 状态方程，水以及氨在521 状态方程控制下模拟结果 均与实验值更接近；特别地， 状态方程更适合描述氨 为验证该模型处理两相问题的能力，利用该模型模拟不同 521 6 温度下水以及氨在 状态方程控制下的界面密度梯度，所得的结果与经典的界面理论相符 为此，进一步探讨了 521 6 气泡（液滴）与周围液体（气体）处于力平衡和热平衡时，气泡（液滴）内外压力差在不同温度下与其半径之间的关 系，所得的结果满足7/8+/9: 定律，并得到了不同温度下水以及氨的表面张力，发现均与实验值符合得很好，且与表 面张力临界理论甚为相符6 关键词：格子 方法，相变过程， 定律，表面张力 )*+,-./00 7/8+/9: ： ， )*++ #(;# ## 确保相界面厚度为一定值，且表面张力与温度的关 ［ ］ 系与实际不符； == =G 引 言 %##$ 年LI/0A 等人 基于系统每个 节点上的体积力都源于粒子间相互作用势的思想而 多相流以及相变流等涉及界面现象的问题，在 建立的模型，该模型巧妙地避开了有效密度及其梯 自然界以及工程实际中极为常见6 但传统的数值方 度的计算，且状态方程可任意选取，但由于该模型未 法很难模拟其界面动力学行为，因而