陈斌
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工程热物理学报
本文发展了基于Front Tracking的直接数值模拟方法研究气液两相界面的迁移特性,该方法对气液两相采用半隐式的分步法直接求解N-S方程,耦合Front Tracking Method获得两相界面的三维变形.针对无边界以及垂直壁面附近静止水中的单个气泡上升过程进行模拟,研究气泡运动的机理以及气泡与壁面的相互作用.数值模拟准确再现了气泡的上升过程和变形,不同Re数下气泡的上升速度计算结果同经验关联式非常吻合,验证了该方法的有效性.随后分析了气泡周围流场的结构,发现壁面对气泡周围流场的抑制是壁面对气泡作用力的主要原因,将导致气泡逐渐偏离垂直壁面.
关键词:
直接数值模拟
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界面追踪法
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气泡变形
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壁面作用力
陈斌
工程热物理学报
本文将基于Front Tracking方法求解气液两相界面迁移特性的直接数值模拟方法扩展到中低Re数情形(1.89≤ Re≤55.6),针对无边界以及垂直壁面附近高粘度流体中单个气泡(1.2 mm≤D≤6 mm)的上升过程进行模拟,研究气泡运动的机理以及气泡与壁面的相互作用.数值模拟准确再现了气泡的上升过程和变形,不同Re数下气泡的上升速度计算结果同经验关联式非常吻合,验证了该方法在中低Re数范围内的有效性.壁面附近流场的不对称引发壁面对气泡的升力是导致气泡逐渐偏离垂直壁面的原因,计算得到的壁面作用力系数同实验结果的对比也确定了本文参数范围内计算壁面对气泡作用力的模型.
关键词:
直接数值模拟
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界面追踪法
,
气泡变形
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壁面作用力
