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基于格子Boltzmann方法模拟热毛细对流

中文摘要第3-5页
英文摘要第5-6页
符号表第10-11页
1 绪论第11-23页
    1.1 研究背景第11-18页
        1.1.1 浮区法晶体生长第12-13页
        1.1.2 液滴或气泡热毛细迁移第13-16页
        1.1.3 环形液池液封热毛细对流第16-18页
    1.2 问题提出第18-20页
    1.3 格子Boltzmann方法优势及现状第20-21页
    1.4 本文主要研究内容及创新点第21-23页
2 格子Boltzmann方法的基本原理第23-41页
    2.1 Boltzmann方程到格子Boltzmann方程第24-25页
    2.2 格子Boltzmann方程和宏观Navier-Stokes方程第25-32页
        2.2.1 LBGK模型结构第26-28页
        2.2.2 LBGK恢复宏观方程第28-31页
        2.2.3 不可压缩格子Boltzmann方程第31-32页
    2.3 多松弛格子Boltzmann模型第32-35页
    2.4 本文涉及的格子Boltzmann方法边界条件第35-36页
        2.4.1 非平衡态外推格式第35-36页
        2.4.2 周期格式第36页
    2.5 格子Boltzmann并行计算第36-37页
    2.6 基础程序模块验证第37-40页
    2.7 本章小结第40-41页
3 耦合格子Boltzmann模型模拟等温两相流动第41-65页
    3.1 格子Boltzmann两相流模型第41-42页
    3.2 LBM-Front Tracking方法第42-50页
        3.2.1 Front Tracking方法第42-45页
        3.2.2 数值算例验证第45-50页
    3.3 相场方程第50-63页
        3.3.1 物性参数更新第54页
        3.3.2 连续界面力模型第54-55页
        3.3.3 空间梯度离散格式第55页
        3.3.4 程序实现流程第55-57页
        3.3.5 耦合模型模拟等温两相流第57-63页
    3.4 本章小结第63-65页
4 双液滴热毛细迁移及合并第65-93页
    4.1 轴对称格子Boltzmann方程第66-72页
    4.2 能量方程第72页
    4.3 轴对称边界条件第72页
    4.4 单个液滴的热毛细迁移第72-76页
    4.5 双液滴热毛细迁移及相互作用第76-84页
        4.5.1 双液滴中心位置距离的影响第77-79页
        4.5.2 Ma数的影响第79-81页
        4.5.3 液滴与母液物性参数比值影响第81-84页
    4.6 双液滴在热毛细作用下的合并第84-91页
        4.6.1 Ma数对液滴合并的影响第84-87页
        4.6.2 Ca数对液滴合并的影响第87-91页
    4.7 本章小结第91-93页
5 环形双层流体热毛细对流和界面运动第93-107页
    5.1 模型描述第93-95页
    5.2 模型验证第95-96页
    5.3 不同参数对流动和界面变形的影响第96-105页
        5.3.1 不同顶部边界条件对流场和界面变形的影响第96-97页
        5.3.2 不同粘性比对流场和界面变形的影响第97-99页
        5.3.3 不同热扩散系数比对流场和界面变形的影响第99-100页
        5.3.4 不同密度比对流场和界面变形的影响第100-101页
        5.3.5 几何尺寸对流场和界面变形的影响第101-102页
        5.3.6 Ca数对流场和界面变形的影响第102-103页
        5.3.7 界面和固壁的接触条件对流场和界面变形的影响第103-105页
    5.4 本章小结第105-107页
6 结论及展望第107-109页
    6.1 结论第107-108页
    6.2 展望第108-109页
致谢第109-111页
参考文献第111-123页
附录第123-124页
    A作者攻读博士学位期间发表的论文第123-124页
    B作者攻读博士学位期间参加的学术会议第124页
    C作者攻读博士学位期间参加的科研项目第124页

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