氣泡在朝下圓形表面上運動數(shù)值模擬.pdf

1、復雜流場內(nèi)的流體運動廣泛見于工業(yè)、能源和環(huán)境等各個行業(yè)，在計算流體力學領(lǐng)域引起了廣大學者的關(guān)注。以往關(guān)于復雜流動的研究，大多都局限于直角坐標系，導致復雜邊界描述不準確，因此在貼體坐標下研究復雜通道內(nèi)流場特性有很大的現(xiàn)實意義。
　　為了研究具有復雜邊界內(nèi)的單相流場特性，分別運用GILBM和經(jīng)典LBM兩種方法研究了45°斜方腔頂蓋驅(qū)動流和Roach通道內(nèi)流動。當模擬Roach通道內(nèi)流動時，在具有相同網(wǎng)格分辨率情況下，GILBM不僅計算

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模擬的準確。對于45°斜方腔，分別取雷諾數(shù)等于100和1000兩種情況進行模擬，結(jié)果表明:當Re=000時，經(jīng)典LBM和GILBM兩種方法的計算結(jié)果都能達到計算要求;當Re=0000時，無論是速度分布，還是渦中心位置的計算，GILBM的準確性都優(yōu)于經(jīng)典LBM。利用GILBM方法模擬30°斜方腔頂蓋驅(qū)動流和圓柱擾流，比較計算結(jié)果與文獻結(jié)果，驗證了GILBM方

3、法在網(wǎng)格不規(guī)則程度較高情況下計算的準確性和可行性，根據(jù)流場邊界形狀的復雜程度，網(wǎng)格劃分和計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與LBM兩相流模型相結(jié)合，進行程序設(shè)計。通過Laplace定律、單氣泡上升以及斜方腔內(nèi)平移流場驗證了該方法的可行性和程序的準確性。運用該方法對氣泡沿曲面滑移過程進行模擬，分析計算結(jié)果，得出以下結(jié)論:氣泡沿曲面滑移過程中，開始氣泡變形較大，當運動到一定位置時，氣