本文開發(fā)了一種耦合氣體和兩層不同密度液體的直接模擬數(shù)值模型,以研究變密度流體層中氣泡浮升的運動特性.基于高精度空間離散的5階加權(quán)本質(zhì)無振蕩格式和時間離散的3階Runge-Kutta格式,提出一種多水平集函數(shù)耦合的數(shù)值方法,實現(xiàn)了氣液相界面和各液體表面的捕捉以及交界面處密度和黏度的計算.模型用已有文獻的計算結(jié)果進行了驗證,并應(yīng)用于水、油兩層流體中氣泡運動的研究,有效地捕捉了復(fù)雜條件下氣泡浮升運動的精細結(jié)構(gòu).研究發(fā)現(xiàn):相較于均勻密度流體層中的運動,氣泡在變密度流體層中運動時,其下方的壓差液柱更容易在底部發(fā)生斷裂分離;氣泡上方液體的厚度較大,則氣泡處于水下變形階段的時間就越長,并使氣泡底部的形態(tài)更趨向于扁平. 

【文章來源】：上海交通大學(xué)學(xué)報. 2020,54(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

MF2的模擬結(jié)果

MF3的模擬結(jié)果

耦合氣泡和不同密度流體的數(shù)值模型在計算中采用水和油作為典型變密度流體層,并將水作為底層流體,油作為上層流體,油的上方則為空氣.模型設(shè)置如圖1所示.其中:d1為氣泡上方水層的厚度;d2為油層的厚度.1.1 多水平集函數(shù)的構(gòu)建及多物質(zhì)流動系統(tǒng)的平滑化

【參考文獻】：
期刊論文
[1]非牛頓流體中在線雙氣泡相互作用的數(shù)值模擬[J]. 李少白,徐雙,范俊賡,黃思源.  沈陽航空航天大學(xué)學(xué)報. 2017(04)
[2]油體表面張力系數(shù)與其粘滯系數(shù)隨溫度變化的比較[J]. 梁兵.  百色學(xué)院學(xué)報. 2015(06)
[3]黏性與非黏性顆粒在流化床中的氣泡行為模擬[J]. 梅登飛,范浩杰,田鳳國,崔璇,章明川.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2015(05)
[4]靜止水下氣泡運動特性的測試與分析[J]. 徐炯,王彤,楊波,谷傳綱,王煥然.  水動力學(xué)研究與進展A輯. 2008(06)



本文編號：3262942