计量学报

作者：周欣蕾, 张超, 张宏明, 张红军, 杨肖峰, 曾磊, 肖光明

关键词：热学计量,镍基合金泡沫,格子玻尔兹曼方法,渗透率,传热特性

基金：国家数值风洞工程

以发汗冷却用镍基合金泡沫为研究对象，采用X-CT扫描技术重构获得其真实的微细观结构，基于多松弛格子玻尔兹曼方法（MRT-LBM）， 结合GPU加速技术，建立发汗冷却用镍基合金泡沫多孔材料的孔隙尺度导热-对流复合传热数值模拟方案。以空气为冷却介质，重点分析镍基合金泡沫在不同雷诺数条件下的流动传热特性。结果表明，镍基合金泡沫的流动存在明显的达西区、过渡区和强惯性区，临界雷诺数为1.36×10-1。并且，随着雷诺数的增大，虽然流动阻力增大，但传热效率也明显增强。在达西区，传热由导热主导，而过渡区与强惯性区则以强迫对流为主导。综合传热因子与雷诺数呈正相关，即增大雷诺数可有效提高泡沫结构的综合传热性能。研究获得的镍基合金泡沫流动与传热特性，为提高发汗冷却效率提供了一定的理论支撑。

来源：2025年第4期

《计量学报》期刊编辑部

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