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磁流体流动与传热特性的三维Lattice Boltzmann模拟开题报告.doc

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磁流体流动与传热特性的三维Lattice Boltzmann模拟开题报告.doc

学位论文选题报告及文献综述考核表2005年9月8日填选题的科学依据(1、课题所属研究领域;2、课题的理论意义和应用价值;3、国内外研究概况及发展趋势)1、课题所属研究领域该课题属功能流体流动与传热特性研究领域,课题来源于国家自然科学基金重点项目“功能流体流动与传热特性及其控制方法研究”No.50436020。2、课题的理论意义和应用价值磁流体是由纳米级的铁磁性或超顺磁性细微颗粒,借助于表面活性剂稳定地分散于载液而形成的胶体悬浮液。它兼有固体的强磁性和液体的流动性两种特性,是一种新型的液体功能材料。传统的两相流方法难以模拟像磁流体这样的小尺寸粒子与载液两相共存的复杂流体,而格子Boltzmann方法则为解决此类问题提供了一种工具。格子Boltzmann方法是以流体的分子运动论为基础,根据微观运动过程的某些特征建立简化的,介于宏观和微观之间的,在时间和空间上完全离散的动力学模型,其计算具有并行性、高效性,并且可以较方便地处理粒子间的相互作用。因此,在理论上格子Boltzmann方法是研究磁流体特性的较为适用的方法,可以通过建立适当的模型,从介观角度揭示、理解和模拟磁流体这种复杂流体的行为。目前,应用比较多的有二维的七点、九点和十三点格子Boltzmann模型,并得到了比较满意的结果。但是,用二维模型来模拟实际的三维问题还存在着某些不足和缺陷。在现实世界中真正表现出来的是一个三维的世界,而前面所提到的二维模型只是针对现实世界的一个简化,因此如何建立一个真正的三维格子Boltzmann模型对于我们解决在现实世界中的一些实际问题是非常重要的。3、国内外研究概况及发展趋势磁流体的研究首先由美国宇航局于60年代在阿波罗行动计划中用于宇航服的密封。60年代末,美国成立磁流体公司专门从事纳米磁性流体的研究和开发。70年代起,国内外对磁流体的研究和应用开发十分活跃。世界许多国家相继开展了磁流体的基础和应用性研究。80年代中叶,R.E.Rosensweig提出了铁磁流体的有关流体动力学方程和热力学方程。随着科技的不断发展,磁流体的应用领域不断拓展。近年来,人们对磁流体在外磁场下所表现出的特殊性进行了广泛的探索和研究;同时,磁流体的制备技术的研究和磁流体在密封方面的应用研究也十分活跃。近年来格子Boltzmann方法已成功地应用于流体热力学、多相流、多孔介质流动、磁流体动力学等领域。但用于

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