基于矩方法和格子玻尔兹曼方法的纳米流体颗粒运动行为研究

纳米流体的研究和应用越来越受关注。由于纳米颗粒本身的奇异性，用传统的颗粒湍流模型难以准确描述纳米流体及其颗粒的流动特征，为了深入了解纳米流体颗粒的微观运动信息，关键是要建立适用于纳米流体的理论和模型。本项目，我们将提出一个综合反映纳米颗粒随机碰撞、颗粒湍流相互作用、颗粒粒径变化等因素的流动模型，同时通过实验分析和验证，建立基于欧拉模式的粒径分布函数矩方程和基于拉格朗日模式的Lattice-Boltzmann方程，并通过这两种模式的相互耦合，建立适用于纳米流体的流动模型和数值计算方法。通过数值模拟和实验分析，进一步描绘纳米颗粒在流场中的扩散、碰撞和聚并过程，分析纳米颗粒的尺寸分布和粒径变化状况，进一步揭示纳米颗粒的扩散、混合和聚并机理。本项目的研究将为改善纳米颗粒在流动介质中的分散性和稳定性提供理论指导和数值参考，同时对纳米流体的基础研究和实际应用也具有重要的意义。