蔡宏敏，徐江荣，梅鲁浩，王 路

(杭州电子科技大学能源研究所，浙江 杭州 310018)

0 引 言

流动与热交换广泛存在于自然界及工程领域，表现形式多种多样。从自然界中的大气循环、水循环、风霜雨雪的形成，到工业中微电子的散热冷却、航空航天飞行器的航行活动，都与流动和传热过程密切相关。传统的热流体力学研究从宏观角度出发，通过求解Navier-Stokes方程来研究热流动问题，逐渐发展成一套完善的解决热流过程问题的可靠方法[1-2]。但是，宏观方法难以克服连续性假设的制约，在稀薄流及微流动领域的局限性日益突出。以格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann Method，LBM)为代表的介观流体力学方法从分子底层分析流动与传热机理，为热流体的数值研究提供了新的思路[3-4]。传统的LBM在可压缩及稀薄流领域的研究也遇到难以突破的瓶颈，拓展一种广泛适用于连续流和稀薄流的统一数值方法仍是一个尚未彻底解决的科学问题。Guo等[5]提出的离散统一气体动理学方法(Discrete Unified Gas Kinetic Scheme，DUGKS)为发展跨越微观-宏观尺度的统一计算流体力学方法提供了新的可行性方案。DUGKS是一种基于有限体积的新方法，结合LBM和统一气体动理学(Gas Kinetic Scheme，GKS)方法的优点，成功应用于连续流和稀薄流的相关研究，并不断被发展完善[6]。Wang等[7]拓展了热流耦合的DUGKS方法，通过动力学边界条件分别独立求解流场内流体的速度和温度，成功模拟热流动现象。Yang等[8]使用DUGKS求解器，将相场方法应用于两相流的模拟中，有效地模拟了界面严重变形的几种情况，并且精准捕获了许多微妙的细节。……