基于水平集方法液滴振蕩的數(shù)值模擬.pdf

1、本文介紹了兩相不相容及不可壓縮流體的數(shù)值模擬技術，提出正確處理不連續(xù)梯度的速度場、壓力場及表面張力近似的模型。
　　在兩相流問題中，由于兩種液相的不相容性，使不同的液相之間具有分隔的界面，這種界面的存在，引起壓力、速度場梯度、表面張力和液體粘度的跳躍，本文利用有限元方法對多相流流體流動進行數(shù)值仿真，結合界面跟蹤算法，研究粘彈性流體與牛頓流體的相互作用。為了處理不連續(xù)物理量的計算，論文引入了Dirac delta函數(shù)實現(xiàn)在整個求解域

2、物理量的連續(xù)表示，同時在界面上保持足夠的尖銳化，為了跟蹤界面的變化，論文采用了水平集法。
　　液滴的自由振動在科學研究中是一個經(jīng)典的問題，同時在科學研究中，液滴在許多工程應用中也發(fā)揮著重要的作用。液滴的振動理論研究主要基于僅適用于液滴的小振幅運動的線性方法。除了本研究中所應用的線性方法，數(shù)值方法也已成功地應用于液滴的自由振蕩模擬。到目前為止，關于粘彈性液滴仿真的文獻是非常的稀少。
　　在本文中，我們應用數(shù)值模擬研究粘彈性液滴

3、在空氣中的小振幅形態(tài)的振蕩?？臻g的離散化由有限元法實現(xiàn)，時間離散通過BDF來完成。為了保證數(shù)值計算的準確性，采用保守的水平集法來跟蹤液滴振蕩的運動界面。數(shù)據(jù)表明，改變不同的Deborah數(shù)和Ohnesorge數(shù)，表現(xiàn)出不同的振蕩現(xiàn)象。特別是，對于低Deborah數(shù)的頻率隨Ohnesorge數(shù)而增加，但當其達到一個最大值，則又下降，在頻率單調(diào)變化的Ohnesorge數(shù)的狀態(tài)狀態(tài)下，沒有發(fā)現(xiàn)更高的Deborah數(shù)；所有的這些結果與粘彈性液滴