質量守恒的LBM多相流模型對液滴飛濺現(xiàn)象的數(shù)值模擬.pdf

1、在自然界和我們的日常生產(chǎn)以及生活中廣泛存在著多相流現(xiàn)象。這種現(xiàn)象的普遍發(fā)生對流體機械以及生命科學等諸多方面有著十分重大的影響，例如氣象、石油、化工以及生物醫(yī)學等領域。伴隨當代計算機技術的不斷進步，數(shù)值模擬在多相流方面的研究已經(jīng)逐漸上升為與實驗研究、理論分析同樣有價值的研究方法，并在近年來得到極其普遍的利用。
　　作為基于分子動力學理論的微介觀方法,格子Boltzmann方法可以準確高效的對多相流問題進行模擬計算，具有其獨特的優(yōu)勢。

2、然而，現(xiàn)有的格子玻爾茲曼模型在模擬多相流問題上雖然已經(jīng)取得了很大進展,但是在追蹤動態(tài)界面過程中如何保證質量守恒一直困擾著研究人員,特別是在大密度比率問題上。本文提出了一個質量守恒的格子玻爾茲曼模型用來模擬不可壓縮多相流的問題。
　　首先，在改進的Z-S-C模型的基礎上,引入一個質量修正項到Cahn-Hilliard方程中，用來補償數(shù)值模擬時的質量損失或者抵消建模過程中引起的質量耗散。并通過對經(jīng)典算例的模擬計算來驗證這個修正后的模型

3、在處理氣液兩相流問題上是否能夠保證質量守恒。之后，通過研究不同條件下液滴撞擊液膜時液滴的演化過程，并對比之前傳統(tǒng)模型的結果，發(fā)現(xiàn)質量損耗明顯降低。此外,本文模擬了液滴與固體表面發(fā)生碰撞時產(chǎn)生的現(xiàn)象?；谛拚哪Ｐ?應用一個簡易的幾何方程計算固體表面的潤濕性。在處理動態(tài)接觸角問題時，本文引入了一個當?shù)亓慝@得前/向后接觸線的瞬時速度。并模擬在不同的條件下，液滴撞擊固體表面時產(chǎn)生的形態(tài)變化以及對動態(tài)接觸角的變化影響。模擬結果表明，修正后的模