Role of wall temperature on cavitation bubble collapse near a wall investigated using thermal lattice Boltzmann method
Role of wall temperature on cavitation bubble collapse near a wall investigated using thermal lattice Boltzmann method
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使用热晶格玻尔兹曼方法研究壁温对壁附近空化气泡破裂的作用
DOI：
10.1016/j.icheatmasstransfer.2022.105988
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发表时间：
2022-05
影响因子：
7
通讯作者：
Qingbang Han
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yu Yang;Minglei Shan;Nana Su;Xuefen Kan;Yanqin Shangguan;Qingbang Han
热格子Boltzmann方法可以用来模拟加热或冷却系统中的空泡溃灭。数值结果满足拉普拉斯定律，并与Rayleigh-Plesset方程的温度解一致。为了研究壁面温度对空泡溃灭的影响，建立了加热/冷却壁面附近空泡溃灭的计算模型。得到了微射流和空化泡本身对固壁传热的影响机理，以及空化泡在近壁面处溃灭的热力学行为特征。调整壁温Two也会影响空化的热效应。引入无因次温度参数η来研究模型的传热强度。研究分析了λ、Δ pandR 0对换热强度的影响。结果表明，采用最佳的λ、Δp、R 0和Tw值，可以强化传热，实现不同表面的加热或冷却处理。
The thermal lattice Boltzmann method can be adopted to simulate cavitation bubble collapse in heating or cooling systems. The numerical results satisfy Laplace's law and are consistent with temperature solutions derived from the Rayleigh–Plesset equation. In this paper, in order to study the effects of wall temperature on a collapsing bubble, a calculation model for a cavitation bubble near the heated/cooled wall is established. The influence mechanism of the micro-jet and the cavitation bubble itself on the solid-wall heat transfer, and the thermodynamic behavior characteristics of the cavitation bubble collapse near the wall are obtained. Adjusting the wall temperatureTwalso affects the thermal effects of cavitation. Furthermore, A dimensionless temperature parameterηis introduced to study the heat transfer intense of the model. The influence ofλ, ΔpandR0on the heat transfer intense are studied and analyzed. The results show that the optimalλ, Δp,R0andTwvalues can be used to enhance heat transfer and realize heating or cooling treatment of different surfaces.
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