重力場與微重力場下氣液兩相流運動界面的跟蹤與模擬.pdf

1、氣液兩相流問題是自然界和工業(yè)過程中存在的普遍現(xiàn)象，研究這類現(xiàn)象的一個核心問題就是氣液兩相間存在的運動界面的跟蹤與模擬問題。本文基于Level Set法，建立一套完整的氣液兩相流運動界面的跟蹤與模擬算法，研究重力場與微重力場下氣液兩相流的流體流動以及氣液運動界面的運動過程。
　　主要內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　1、在原始的Level Set法中引入接觸角理論，實現(xiàn)了對于界面潤濕現(xiàn)象的模擬，并采用該算法研究了單、雙和濕邊界的潰壩

2、問題，與實驗結(jié)果進行了對比驗證;
　　2、對原始的Level Set法進行改進，提出了二次面積補償?shù)男滤惴?，大大提高了氣液界面分離時小分離體面積的守恒性;
　　3、重力場下，證實了墻壁對近壁運動物體排斥現(xiàn)象的存在。在規(guī)則運動區(qū)域內(nèi)研究了Re數(shù)、密度比、粘度比、We數(shù)等對近壁單液滴、雙液滴、串液滴運動的影響規(guī)律;
　　4、采用多Level Set函數(shù)的方法，研究了不規(guī)則運動區(qū)域內(nèi)Re數(shù)、密度比、粘度比、We數(shù)等對近壁液滴

3、運動的影響規(guī)律;
　　5、微重力場下、考慮重力顫動的影響效果，研究了不同初始位置、密度比、粘度比、We數(shù)、振動頻率對近壁氣泡運動的影響規(guī)律，首次證實了微重力環(huán)境中存在墻壁對近旁運動物體的吸引現(xiàn)象。
　　大量的數(shù)值模擬研究的基礎(chǔ)上我們得到了以下主要結(jié)論:
　　1、對于潰壩的研究表明不同接觸角條件下界面的運動速度不同，因此有必要控制接觸角。實驗的結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)接觸角θ=60°時模擬值與實驗值吻合最好;
　　2、關(guān)于液滴