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兩相流問題的表面張力模型及算法研究
來源：汪毅芝 瀏覽 1107 次 發(fā)布時間:2023-01-16
【摘要】：兩相流廣泛出現在自然界和工業(yè)應用中，因此研究兩相流問題具有十分重要的意義。由于表面張力對流體流動和界面運動起著至關重要的作用，因此對表面張力精確建模是數值模擬兩相流問題的關鍵。故本文基于相場方法研究具有良好性質的表面張力模型和高效數值算法是一項具有重要意義的工作。
本文利用Level Set函數與相場函數的關系，基于Level Set函數的連續(xù)表面張力模型計算表面張力，提出了一種基于相場方法的連續(xù)表面張力的模型。該模型不僅具有相場模型求解多相流問題的優(yōu)點，且繼承了基于Level Set函數的連續(xù)表面張力模型的優(yōu)點。進一步，在該表面張力模型的基礎上，結合多相格子Boltzmann通量求解器(MLBFS)，給出了兩相流體問題的數學模型，并設計了高效、穩(wěn)定且具有較好守恒性的數值算法。
最后，成功模擬了Laplace Law、液滴合并、剪切流中的液滴形變等問題，驗證了本文提出的模型和算法具有良好的穩(wěn)定性和守恒性。