孙 泽，杨自春，苏高辉

(海军工程大学 船舶动力学院，湖北 武汉430044)

近几年，随着新型多孔介质绝热材料的不断涌现，与此相关的微观传热机理分析越来越受到研究人员的重视，希望能从传热机理上为材料的设计和制备提供指导［1－2］。微米、纳米尺度的传热问题使得传统的宏观模型不再有效，目前比较适合于分析微尺度传热问题的主要方法有如下几类［3－4］:Boltzmann方程方法、分子动力学方法、直接Monte－Carlo模拟方法和量子分子动力学方法等。Boltzmann方程方法被普遍认为是现有方法中用来分析微尺度能量输运现象的最具有普遍适用性和强有力的工具。几乎所有的宏观输运方程如Fourier定理、Ohm定理、Fick定理及双曲线型热传导方程，均可由该方程导出［5］。Lattice－Boltzmann(LBM)方法是基于Boltzmann输运方程得到的，对于微纳米尺度材料的输运性质如热导率、电导率等能进行很好的模拟。此外LBM方法还有如下优点:

(1)使用范围更广，易应用到各种复杂情形中;

(2)适用于大规模并行计算;

(3)边界条件容易设定;

(4)与传统的数值方法相比，达到相同的精度所需要的计算网格数及计算时间明显减少。

由于LBM方法所具有的独特的优点，使得该方法越来越受到国内外学者的重视。特别是，在最近的几年里，LBM方法已经被国内外研究者用来研究微尺度流动和传热问题。

微观研究的另一个主要困难是如何获取多孔介质的孔隙结构数据。对于一般的多孔介质可以通过数字扫描的方法得到灰度图像，并用图像处理方法获得孔隙形貌。……