Lattice Boltzmann simulation of heat transfer with phase change in saturated soil during freezing process
Lattice Boltzmann simulation of heat transfer with phase change in saturated soil during freezing process
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饱和土冻结过程中相变传热的格子玻尔兹曼模拟
DOI：
10.1080/10407790.2017.1400311
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发表时间：
2017-11
影响因子：
1
通讯作者：
Linfang Shen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhiliang Wang;Libin Xin;Zemin Xu;Linfang Shen
摘要 提出了一种格子玻尔兹曼模型，用于模拟饱和土壤中相变的传热。该模型包括用于创建土壤结构的四重结构生成集、分别用于模拟土壤颗粒和水的温度场演化的双分布函数以及用于追踪相界面的基于焓的方法。通过两个案例的解析解验证了该模型。然后，我们研究了孔隙率对饱和砂壤土冻结过程的影响。结果表明，当位置远离冷源时，孔隙率是主导因素；否则，热梯度更为重要。
ABSTRACT A lattice Boltzmann model is presented for simulating heat transfer with phase change in saturated soil. The model includes a quartet structure generation set for creating soil structure, double distribution functions for simulating temperature field evolution of soil particles and water, respectively, and an enthalpy-based method for tracing phase interface. The model is validated by two cases with analytical solutions. Then, we investigate the influence of porosity on freezing process in saturated sandy loam soil. The results demonstrate that porosity is the predominant factor when the location is far from the cold source; otherwise, thermal gradient is more important.
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