基于水平集方法液滴振蕩的數(shù)值模擬.pdf

1、本文介紹了兩相不相容及不可壓縮流體的數(shù)值模擬技術(shù)，提出正確處理不連續(xù)梯度的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)及表面張力近似的模型。
　　在兩相流問(wèn)題中，由于兩種液相的不相容性，使不同的液相之間具有分隔的界面，這種界面的存在，引起壓力、速度場(chǎng)梯度、表面張力和液體粘度的跳躍，本文利用有限元方法對(duì)多相流流體流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值仿真，結(jié)合界面跟蹤算法，研究粘彈性流體與牛頓流體的相互作用。為了處理不連續(xù)物理量的計(jì)算，論文引入了Dirac delta函數(shù)實(shí)現(xiàn)在整個(gè)求解域

2、物理量的連續(xù)表示，同時(shí)在界面上保持足夠的尖銳化，為了跟蹤界面的變化，論文采用了水平集法。
　　液滴的自由振動(dòng)在科學(xué)研究中是一個(gè)經(jīng)典的問(wèn)題，同時(shí)在科學(xué)研究中，液滴在許多工程應(yīng)用中也發(fā)揮著重要的作用。液滴的振動(dòng)理論研究主要基于僅適用于液滴的小振幅運(yùn)動(dòng)的線性方法。除了本研究中所應(yīng)用的線性方法，數(shù)值方法也已成功地應(yīng)用于液滴的自由振蕩模擬。到目前為止，關(guān)于粘彈性液滴仿真的文獻(xiàn)是非常的稀少。
　　在本文中，我們應(yīng)用數(shù)值模擬研究粘彈性液滴

3、在空氣中的小振幅形態(tài)的振蕩?？臻g的離散化由有限元法實(shí)現(xiàn)，時(shí)間離散通過(guò)BDF來(lái)完成。為了保證數(shù)值計(jì)算的準(zhǔn)確性，采用保守的水平集法來(lái)跟蹤液滴振蕩的運(yùn)動(dòng)界面。數(shù)據(jù)表明，改變不同的Deborah數(shù)和Ohnesorge數(shù)，表現(xiàn)出不同的振蕩現(xiàn)象。特別是，對(duì)于低Deborah數(shù)的頻率隨Ohnesorge數(shù)而增加，但當(dāng)其達(dá)到一個(gè)最大值，則又下降，在頻率單調(diào)變化的Ohnesorge數(shù)的狀態(tài)狀態(tài)下，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)更高的Deborah數(shù)；所有的這些結(jié)果與粘彈性液滴