基于Sierpinski分形原理的多孔介质内流动与传热的研究
发布时间：2022-01-02 15:17
本文以Sierpinski地毯分形原理为基础,研究了多孔介质内孔隙结构和孔隙分布的变化对多孔介质内流体流动和传热的影响。在研究多孔介质内的流动时,基于Sierpinski地毯构建了含有不同形状的固体基质的多孔模型,来研究它们对流线弯曲度τ的影响。将多孔介质内流体的流动简化成稳定状态下的层流,同时将流线看成是紧贴固体基质壁面分布的,理论计算了在不同几何形状的固体基质下流线弯曲度的表达式。结果表明:流线弯曲度与孔隙率之间存在线性关系,当固体基质的几何形状是正4k多边形,随着k=1、k=2到k→∞变化时这一线性关系的斜率也在依次增加;随着分形次数的增加,孔隙率不断减小,进出口的压降（35）p不断增加;当固体基质的几何形状为正四边形、正八边形和圆的时候,相同的分形次数下进出口压降（35）p在不断增加,无量纲渗透率在不断减小。在研究多孔介质内的传热时,分成对流和导热两部分。在研究对流传热时,构造了三种不同孔隙分布（A标准的Sierpinski地毯模型;B固体基质的位置在每次分形时都位于中上部;C固体基质的位置在每次分形时都位于右上方）的多孔模型,讨论了孔隙分布对多孔介质内传热效果的影响。结果表明...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
几种常用的多孔材料实物图
图 2.1V 随 Vi V的变化规律隙率S 0limiViSA AiAA ViA—第i 个截面单元面积； iA—总面积单元中的孔隙面积； 0A—表征面元（REA）。于 具有方向性，在不同方向的界面上有所不同，因此在使用时其所在界面的法线方向，同时 也被称为定向面孔隙率。本文所维的 Sierpinski 地毯，所以使用的孔隙率都是面孔隙率。隙率L limViLL
2 章 Sierpinski 地毯内流动和传热的基本理（REL）。值 =L V 。由于大量微孔结构的存在使得通过多条条弯曲的曲线。其弯曲程度影响着弯曲度 来表示这一特性。0=eLL 分别表示弯曲通道的真实长度和连接弯
【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔介质中的具有热源的Brinkman方程解的收敛性[J]. 王燕,张娅莉,骆世广. 数学的实践与认识. 2017(04)
[2]多孔介质方腔内混合对流格子Boltzmann模拟[J]. 王婷婷,高强,陈建,徐洪涛,杨茉. 计算物理. 2017(01)
[3]多孔介质数值仿真模型研究[J]. 曾琦,吴霁薇,徐遵宏,张海峰,余家利,陈婷. 长江大学学报(自科版). 2016(28)
[4]Determining the impact of rectangular grain aspect ratio on tortuosity–porosity correlations of two-dimensional stochastically generated porous media[J]. A.Ebrahimi Khabbazi,J.Hinebaugh,A.Bazylak. Science Bulletin. 2016(08)
[5]颗粒堆积多孔介质干燥多尺度多层结构传热传质模型及模拟[J]. 袁越锦,谭礼斌,徐英英,赵哲,白博峰. 工程热物理学报. 2015(12)
[6]分形理论及其传热研究现状[J]. 武曈,刘益才,雷斌义. 真空与低温. 2015(05)
[7]分形多孔介质传热传质过程的格子Boltzmann模拟[J]. 马强,陈俊,陈振乾. 化工学报. 2014(S1)
[8]页岩纳米孔隙分形特征[J]. 杨峰,宁正福,王庆,孔德涛,彭凯,肖丽芳. 天然气地球科学. 2014(04)
[9]前沿领域综述——多孔介质强制对流换热研究进展[J]. 郑坤灿,温治,王占胜,楼国锋,刘训良,武文斐. 物理学报. 2012(01)
[10]多孔介质有效导热系数的实验与模拟[J]. 史玉凤,刘红,孙文策. 四川大学学报(工程科学版). 2011(03)
博士论文
[1]分形多孔介质中气体流动与扩散的输运特性研究[D]. 郑仟.华中科技大学 2012
[2]基于孔隙尺度的多孔介质流动与传热机理研究[D]. 赵凯.南京理工大学 2010
硕士论文
[1]多孔介质中非牛顿流体流动阻力与传热特性研究[D]. 王钰翔.山东建筑大学 2017
[2]多孔介质热质传递耦合形式分析[D]. 杨明.昆明理工大学 2017
[3]多孔介质的分形描述及其流动与传热特性研究[D]. 黄永平.东南大学 2016
[4]分形多孔介质内导热与流动数值模拟研究[D]. 王唯威.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2006
本文编号：3564409
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
几种常用的多孔材料实物图
图 2.1V 随 Vi V的变化规律隙率S 0limiViSA AiAA ViA—第i 个截面单元面积； iA—总面积单元中的孔隙面积； 0A—表征面元（REA）。于 具有方向性，在不同方向的界面上有所不同，因此在使用时其所在界面的法线方向，同时 也被称为定向面孔隙率。本文所维的 Sierpinski 地毯，所以使用的孔隙率都是面孔隙率。隙率L limViLL
2 章 Sierpinski 地毯内流动和传热的基本理（REL）。值 =L V 。由于大量微孔结构的存在使得通过多条条弯曲的曲线。其弯曲程度影响着弯曲度 来表示这一特性。0=eLL 分别表示弯曲通道的真实长度和连接弯
【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔介质中的具有热源的Brinkman方程解的收敛性[J]. 王燕,张娅莉,骆世广. 数学的实践与认识. 2017(04)
[2]多孔介质方腔内混合对流格子Boltzmann模拟[J]. 王婷婷,高强,陈建,徐洪涛,杨茉. 计算物理. 2017(01)
[3]多孔介质数值仿真模型研究[J]. 曾琦,吴霁薇,徐遵宏,张海峰,余家利,陈婷. 长江大学学报(自科版). 2016(28)
[4]Determining the impact of rectangular grain aspect ratio on tortuosity–porosity correlations of two-dimensional stochastically generated porous media[J]. A.Ebrahimi Khabbazi,J.Hinebaugh,A.Bazylak. Science Bulletin. 2016(08)
[5]颗粒堆积多孔介质干燥多尺度多层结构传热传质模型及模拟[J]. 袁越锦,谭礼斌,徐英英,赵哲,白博峰. 工程热物理学报. 2015(12)
[6]分形理论及其传热研究现状[J]. 武曈,刘益才,雷斌义. 真空与低温. 2015(05)
[7]分形多孔介质传热传质过程的格子Boltzmann模拟[J]. 马强,陈俊,陈振乾. 化工学报. 2014(S1)
[8]页岩纳米孔隙分形特征[J]. 杨峰,宁正福,王庆,孔德涛,彭凯,肖丽芳. 天然气地球科学. 2014(04)
[9]前沿领域综述——多孔介质强制对流换热研究进展[J]. 郑坤灿,温治,王占胜,楼国锋,刘训良,武文斐. 物理学报. 2012(01)
[10]多孔介质有效导热系数的实验与模拟[J]. 史玉凤,刘红,孙文策. 四川大学学报(工程科学版). 2011(03)
博士论文
[1]分形多孔介质中气体流动与扩散的输运特性研究[D]. 郑仟.华中科技大学 2012
[2]基于孔隙尺度的多孔介质流动与传热机理研究[D]. 赵凯.南京理工大学 2010
硕士论文
[1]多孔介质中非牛顿流体流动阻力与传热特性研究[D]. 王钰翔.山东建筑大学 2017
[2]多孔介质热质传递耦合形式分析[D]. 杨明.昆明理工大学 2017
[3]多孔介质的分形描述及其流动与传热特性研究[D]. 黄永平.东南大学 2016
[4]分形多孔介质内导热与流动数值模拟研究[D]. 王唯威.中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 2006
本文编号：3564409
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