本文選題：格子Boltzmann方法　切入點(diǎn)：°剛性壁面　出處：《南京大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué))》2017年01期

【摘要】：空化泡潰滅對近壁面的沖蝕是流體力學(xué)研究中的重點(diǎn),新興的格子Boltzmann方法能很好的從底層描述多相流問題.基于格子Boltzmann Shan-Chen模型,耦合了Carnahan-Starling狀態(tài)方程和可精確得出外力項(xiàng)的精確差分法,利用無滑移反彈邊界處理格式和壓力邊界條件,完整可視化的模擬了二維流場下單氣泡在90°剛性壁面拐角處的潰滅泡形演化,并分析了流場內(nèi)氣泡的動(dòng)力學(xué)行為.發(fā)現(xiàn)在特定的入口差壓和氣泡初始半徑條件下,在大氣泡的壓縮過程中90°剛性壁面拐角處可誘導(dǎo)生成新微氣泡,生成的新微氣泡伴隨著大氣泡的進(jìn)一步壓縮而潰滅,潰滅釋放的反彈壓力沖蝕壁面.剛性壁面的阻滯作用對氣泡的變形及潰滅影響很大,會減緩氣泡的潰滅時(shí)間,抑制氣泡振動(dòng),而且剛性壁面的阻滯效應(yīng)整體上也是氣泡初始半徑R0、氣泡泡心到剛性壁面的距離b和入口壓力差ΔP等共同作用的結(jié)果.微氣泡的生成表明剛性壁面夾角處的氣泡潰滅會產(chǎn)生復(fù)雜的渦旋結(jié)構(gòu),渦旋可促進(jìn)其他空化泡的形成.流場內(nèi)渦旋流動(dòng)特性應(yīng)是研究空化效應(yīng)的又一亮點(diǎn).
[Abstract]:The erosion of cavitation bubble collapse to the near wall is the focus of hydrodynamics research. The new lattice Boltzmann method can describe the multiphase flow problem from the bottom layer very well. Based on the lattice Boltzmann Shan-Chen model, the new lattice Boltzmann method can describe the multiphase flow problem from the bottom layer. The Carnahan-Starling equation of state is coupled with the exact difference method which can accurately obtain the external force term. The non-slip bouncing boundary treatment scheme and the pressure boundary condition are used. The evolution of bubble collapse at the corner of 90 擄rigid wall in two-dimensional flow field is simulated visually, and the dynamic behavior of bubble in the flow field is analyzed. It is found that under certain conditions of inlet differential pressure and initial radius of bubble, A new micro bubble can be induced to form at the corner of 90 擄rigid wall during the compression of a large bubble, and the new bubble collapses with the further compression of the large bubble. The rebound pressure released by collapse erodes the wall surface. The blocking effect of rigid wall has a great effect on the bubble deformation and collapse, which will slow down the bubble collapse time and suppress the bubble vibration. Moreover, the blocking effect of rigid wall is also the result of the initial radius of bubble R0, the distance from the bubble center to the rigid wall b and the inlet pressure difference 螖 P. the formation of micro bubble indicates that the bubble at the angle between rigid wall and so on. Collapsing produces complex vortex structures, Vortex can promote the formation of other cavitation bubbles, and the vortex flow characteristics in the flow field should be another bright spot in the study of cavitation effect.
【作者單位】： 陜西師范大學(xué)物理學(xué)與信息技術(shù)學(xué)院陜西省超聲學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(11674207;11174191)
【分類號】：O35

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本文編號：1653573