【摘要】：采用格子-玻爾茲曼方法 (LBM)構建了考慮表面張力影響下封閉腔體內加熱圓柱外自然對流數學(xué)模型。在分別對自然對流與表面張力模型模擬驗證的基礎上，探究了液固表面張力與重力場(chǎng)下浮升力同時(shí)作用下加熱圓柱外流體自然對流的傳熱特性。結果表明，在給定Ra數下(103≤Ra≤106)，隨著(zhù)表面張力的增大(Oh數減小)，封閉腔體內管外自然對流擾動(dòng)會(huì )加劇，流型會(huì )變復雜，壁面換熱效率有明顯提高。

在Ra數為105，長(cháng)度比(加熱圓柱半徑和方腔長(cháng)度之比)為1/10情況下，加入表面張力σ=0.076302N/mm (Oh=0.122)，腔體左側壁面平均努塞爾數和加熱圓柱壁面與未加表面張力相比分別提高了93.5%和60.35%。當表面張力大小和自然對流的浮升力相當時(shí)，此時(shí)的流場(chǎng)波動(dòng)更加明顯劇烈，在一定范圍內增大浮升力反而減弱換熱。