氣泡在朝下圓形表面上運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬.pdf

1、復(fù)雜流場(chǎng)內(nèi)的流體運(yùn)動(dòng)廣泛見于工業(yè)、能源和環(huán)境等各個(gè)行業(yè)，在計(jì)算流體力學(xué)領(lǐng)域引起了廣大學(xué)者的關(guān)注。以往關(guān)于復(fù)雜流動(dòng)的研究，大多都局限于直角坐標(biāo)系，導(dǎo)致復(fù)雜邊界描述不準(zhǔn)確，因此在貼體坐標(biāo)下研究復(fù)雜通道內(nèi)流場(chǎng)特性有很大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　為了研究具有復(fù)雜邊界內(nèi)的單相流場(chǎng)特性，分別運(yùn)用GILBM和經(jīng)典LBM兩種方法研究了45°斜方腔頂蓋驅(qū)動(dòng)流和Roach通道內(nèi)流動(dòng)。當(dāng)模擬Roach通道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，在具有相同網(wǎng)格分辨率情況下，GILBM不僅計(jì)算

2、效率高于經(jīng)典LBM，而且通過分析邊界渦量和邊界壓力，發(fā)現(xiàn)經(jīng)典LBM也沒有GILBM模擬的準(zhǔn)確。對(duì)于45°斜方腔，分別取雷諾數(shù)等于100和1000兩種情況進(jìn)行模擬，結(jié)果表明:當(dāng)Re=000時(shí)，經(jīng)典LBM和GILBM兩種方法的計(jì)算結(jié)果都能達(dá)到計(jì)算要求;當(dāng)Re=0000時(shí)，無論是速度分布，還是渦中心位置的計(jì)算，GILBM的準(zhǔn)確性都優(yōu)于經(jīng)典LBM。利用GILBM方法模擬30°斜方腔頂蓋驅(qū)動(dòng)流和圓柱擾流，比較計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)結(jié)果，驗(yàn)證了GILBM方

3、法在網(wǎng)格不規(guī)則程度較高情況下計(jì)算的準(zhǔn)確性和可行性，根據(jù)流場(chǎng)邊界形狀的復(fù)雜程度，網(wǎng)格劃分和計(jì)算精確度的不同要求，經(jīng)典LBM和GILBM各有利弊。
　　另外，本文還嘗試將貼體坐標(biāo)與LBM兩相流模型相結(jié)合，進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。通過Laplace定律、單氣泡上升以及斜方腔內(nèi)平移流場(chǎng)驗(yàn)證了該方法的可行性和程序的準(zhǔn)確性。運(yùn)用該方法對(duì)氣泡沿曲面滑移過程進(jìn)行模擬，分析計(jì)算結(jié)果，得出以下結(jié)論:氣泡沿曲面滑移過程中，開始?xì)馀葑冃屋^大，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到一定位置時(shí)，氣