基于四方程模型的液态铅铋共晶合金后台阶湍流混合对流数值模拟

摘要

液态铅铋共晶合金（Lead-Bismuth Eutectic, LBE）以其优异的物理性质在新一代反应堆中具有重要的应用，但低普朗特数使得湍流数值模拟中速度场和温度场的相似性假设不成立.本工作使用四方程模型对一个垂直的后台阶流动进行模拟，通过在壁面施加均匀的热流，研究液态LBE在强迫对流与混合对流下的流动情况，并将计算结果与直接数值模拟结果进行比较，给出理查森数Ri=0及Ri=0.2情况下的壁面摩擦系数、速度、湍动能、雷诺应力、温度及努塞尔数Nu分布图.得到的结果与直接数值模拟结果拟合得较好，证明四方程模型可以正确模拟液态LBE的混合对流.

关键词

液态铅铋共晶合金 / 四方程模型 / 混合对流 / 后台阶