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单个三维气泡运动的直接数值模拟
33 5 ( ) Vol.33 No.5
2005 9 Jou nal of Hohai Unive sity (Natu al Sciences) Sep.2005
1 2 1
张淑君, 吴锤结, 王惠民
(1., 210098;2., 211101)
:采用VOF(Volume-of-Fluid )中的PLIC (Piecewise Linea Inte face Calculation )界面重构方法模拟
了三维气泡在另 一种静止流体中的上升和变形运 ;在数值模拟的例子中分别考察了不同黏度和
表面张力对气泡在上升过程中的变形及上升速度等的影响.计算结果表明, PLIC 界面重构方法可
以正确地模拟气泡的变形、破裂等过程.黏性和表面张力在气泡运 过程中的作用可以用Eo¨tvo¨s 数
和Reynolds 数来描述.在相同的密度和黏度比的情况下, 表面张力越大, 则气泡的形状变化越小, 上
升的速度越快, 表面张力起着使气泡保持原状的作用;黏性越小, 则气泡在上升过程中射流穿透上
表面的时间越早, 变形速度越快.
:气泡;表面张力;黏滞系数;数值模拟
:O351.1 :A :1000 -1980(2005)05-0534 -04
, 、、
、, ,
[1～3]
, MAC 、、、.
,VOF(Volume-of-Fluid )、
.VOF PLIC (Piecewise Linea Inte face Calculation ),
, .
1
1.1
ρ u/ t +uu =-p +2 μD +σκδn +ρg (1)
s
:u ———;ρ———;σ———;p ———;μ———;κ———;δs ———
Di ac ;n ———.
D , D = 1 u / x + u/ xj i i j (2 )
ij 2
u =0 (3)
VOF C
C
+uC =0 (4 )
t
, (1)μρC
ρ= ρ1 C+ρ2 (1-C) μ= μ1C+μ2 (1-C) (5 )
, ρ, ρ, μ, μ.
1 2 1 2
1.2
Youngs PLIC .
:2005-04 -11
:(DK2003208)
:(1969 —), , , , .
5 , 535
m (), , h., m 4
m
1 m 1 1 +m 1 1 +m 1 1 +m 1 1
m = i+ ,j- i- ,j- i+ ,j+ i- ,j+ (6 )
ji 4 2 2 2 2 2 2 2 2
C , Lag angin
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