基于大密度差多相流SPH方法的二维液滴碰撞数值模拟

• 作者: 强洪夫 石超 陈福振 韩亚伟
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 光滑粒子流体动力学 大密度差 多相流 液滴碰撞
• 年，卷（期）: 2013,（21）
• 所属期刊栏目: 原子和分子物理学
• 页码范围: 237-251
• 页数: 15页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.62.214701

摘要

该文结合了Ott提出的修正连续性方程和Adami改进的动量方程,对空气中的液滴碰撞问题进行了二维数值模拟.为有效提高计算精度,推导了适用于大密度差多相流的人工黏性和人工应力方程.通过表面张力作用下方形液滴自然变化和空气中两液滴互溶的算例,验证了算法的有效性；对不同韦伯数(8.8,19.8)、不同碰撞参数(0,0.5)下的液滴碰撞过程进行了数值模拟,并与VOF方法对比,取得了较为一致的结果；进一步计算多个韦伯数、多个碰撞参数下的液滴碰撞,得到了空气中二维液滴碰撞结果分布图,与实验结果相符合.结果表明,该算法对于求解涉及大密度差多相流的液滴碰撞破碎问题十分有效,而且该方法容易拓展到三维,从而为进一步模拟火箭发动机的二次雾化过程奠定了基础.