用于液气相变模拟的改进热格子 Boltzmann 模型

本文提出了一种改进的热格子 Boltzmann (LB) 模型用于模拟液气相变，旨在改进现有的液气相变热 LB 模型 [S. Gong and P. Cheng, Int. J. Heat Mass Transfer 55, 4923 (2012)]。首先，我们强调将 $${\left( {\rho {c_V}} \right)^{ - 1}}\nabla \cdot \left( {\lambda \nabla T} \right)$$ 替换为 $$\nabla \cdot \left( {\chi \nabla T} \right)$$ 对于液气相变的扩散界面建模是一种不适当的处理。此外，从标准热 LB 方程恢复出的宏观温度方程中存在的误差项 ${\partial_{t0}}\left( {Tv} \right) + \nabla \cdot \left( {Tvv} \right)$ 在本模型中通过一种与 LB 方法哲学一致的方式被消除。另外，源项的离散效应也在本模型中被消除。进行了液滴蒸发和气泡成核的数值模拟以验证改进模型模拟液气相变的能力。数值比较表明，上述替换导致显著的数值误差，且恢复出的宏观温度方程中的误差项也引起相当大的误差。