液滴在气固交界面变形移动问题的光滑粒子流体动力学模拟

• 作者: 刘开 强洪夫 陈福振
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 光滑粒子流体动力学 表面张力算法 壁面附着力 接触角
• 年，卷（期）: 2012,（20）
• 页码范围: 282-293
• 分类号: O359
• 字数: 5885字
• 语种: 中文

摘要

为准确模拟液滴在气固交界面变形移动问题，对基于连续表面张力模型的表面张力光滑粒子流体动力学方法进行了改进．改进方法采用新的边界处理方式和界面法向修正方法，即将固体边界虚粒子色函数值根据液面的位置进行相应设定以保证气．液．固三相交界处流体粒子的界面法向沿接触线法线方向，引入Brackbill提出的壁面附着力边界条件处理方法，对在气一液．固三相交界处的流体粒子及部分固体边界虚粒子的界面法向进行修正，修正前后保持法向模值不变，得到了含壁面附着力边界条件的表面张力算法．模拟了受壁面附着力影响的水槽中液面的变化过程、液滴润湿壁面过程和剪切气流驱动液滴在固体表面变形脱落过程，并与流体体积函数方法进行了对比．结果表明，该方法在处理壁面附着力问题时精度较高，稳定性较好，适合处理工程中液滴在气固交界面变形移动问题．