【摘要】：采用格子-玻爾茲曼方法 (LBM)構(gòu)建了考慮表面張力影響下封閉腔體內(nèi)加熱圓柱外自然對流數(shù)學(xué)模型。在分別對自然對流與表面張力模型模擬驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，探究了液固表面張力與重力場下浮升力同時(shí)作用下加熱圓柱外流體自然對流的傳熱特性。結(jié)果表明，在給定Ra數(shù)下(103≤Ra≤106)，隨著表面張力的增大(Oh數(shù)減小)，封閉腔體內(nèi)管外自然對流擾動(dòng)會(huì)加劇，流型會(huì)變復(fù)雜，壁面換熱效率有明顯提高。

在Ra數(shù)為105，長度比(加熱圓柱半徑和方腔長度之比)為1/10情況下，加入表面張力σ=0.076302N/mm (Oh=0.122)，腔體左側(cè)壁面平均努塞爾數(shù)和加熱圓柱壁面與未加表面張力相比分別提高了93.5%和60.35%。當(dāng)表面張力大小和自然對流的浮升力相當(dāng)時(shí)，此時(shí)的流場波動(dòng)更加明顯劇烈，在一定范圍內(nèi)增大浮升力反而減弱換熱。