耦合界面力的两相流相场格子Boltzmann模型

• 作者: 徐江荣 李洋 梁宏 苏婷
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 格子Boltzmann方法 界面力 两相流 瑞利-泰勒不稳定性
• 年，卷（期）: 2018,（22）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 227-239
• 页数: 13页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.67.20181230

摘要

提出了一种改进的基于相场理论的两相流格子Boltzmann模型.通过引入一种新的更加简化的外力项分布函数,使得此模型克服了前人工作中界面力尺度与理论分析不一致的问题,并且通过Chapman-Enskog多尺度分析表明,所提出的模型能够准确恢复到追踪界面的Cahn-Hilliard方程和不可压的Navier-Stokes方程,并且宏观速度的计算更为简化.利用所提模型对几个经典两相流问题,包括静态液滴测试、液滴合并问题、亚稳态分解以及瑞利-泰勒不稳定性进行了数值模拟,发现本模型可以获得量级为10?9极小的虚假速度,并且这些算例获取的数值解与解析解或已有的文献结果相吻合,从而验证了模型的准确性和可行性.最后,利用所发展的两相流格子Boltzmann模型研究了随机扰动的瑞利-泰勒不稳定性问题,并着重分析了雷诺数对流体相界面的影响.发现对于高雷诺数情形,在演化前期,流体界面出现一排"蘑菇"形状,而在演化后期,流体界面呈现十分复杂的混沌拓扑结构.不同于高雷诺数情形,低雷诺数时流体界面变得相对光滑,在演化后期未观察到混沌拓扑结构.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	徐江荣	杭州电子科技大学理学院	79	386	10.0	15.0
2	李洋	杭州电子科技大学理学院	2	2	1.0	1.0
3	梁宏	杭州电子科技大学理学院	6	18	2.0	4.0
4	苏婷	杭州电子科技大学理学院	1	2	1.0	1.0