基于格子Boltzmann方法的注排水過程自由面流動數值研究.pdf

1、存在自由表面流動現象的液體注排過程在諸如冶金、水利、石化、食品等部門廣泛存在，如冶金鑄造，泵站進水、水閘泄水、注塑成型等，其中自由表面漩渦又是影響穩(wěn)定流動的重要因素。因此研究存在自由表面流動現象的液體注排過程，特別是自由表面漩渦具有廣泛的理論和實際工程意義。
　　 近年來，格子Boltzmann方法已經發(fā)展成為模擬流體流動的一個新工具。與以宏觀連續(xù)方程為基礎的傳統(tǒng)計算流體力學方法不同，格子Boltzmann方法是基于流體微觀模型

2、和介觀動力論方程的方法。與傳統(tǒng)的計算流體力學數值模擬方法相比，格子Boltzmann方法具有許多獨特的優(yōu)勢，如編碼簡單、邊界條件容易實現、具有完全并行性等。目前格子Boltzmann方法已經在多相流、多孔介質流、懸浮粒子流、反應流、磁流體力學和生物力學等領域取得了很大的成功，已經成為流體力學數值模擬的一種重要方法。
　　 本文研究了一種只涉及單相的格子Boltzmann大密度比含自由面的兩相流模型，分析了模型反映的內在物理過程，

3、通過定義的液體比例系數值來確定氣液界面；利用氣液界面兩側液體和氣體動量增減相抵的原則，確定界面上的邊界條件。討論了在格子Boltzmann方法中加入外力項的處理方法，結合地球流動力學理論，給出了在格子Boltzmann方程中有關科氏力的表達形式。
　　 采用上述單相自由面格子Boltzmann方法，數值模擬了液體排出和注入過程的自由面流動問題。數值計算結果較好地模擬了液體排出和注入過程中的自由表面流動現象。以數值計算結果為基礎，