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第33卷第3期
用于微流体流动问题和微液滴喷射的格子Boltzmann、有限元和流体体积多组分方法的比较

Karun P.N.数据,吉安卢卡·迪·斯塔索,克里斯蒂安·迪登斯,赫尔曼·M·A·威瑟夫&费德里科·托斯卡

Commun公司。计算。物理。,33(2023),第912-936页。

在线发布:2023-04

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  • 摘要

我们证明了基于格子Boltzmann方法(LBM)的色度通过与任意拉格朗日-欧拉有限元法(ALE-FEM)进行比较,具有中心矩公式的模型(CG-CM)能够在微米尺度上准确模拟滴滴按需喷墨过程。A类使用CG-CM和ALE-FEM模拟了整个喷射循环,并通过测量喷墨速度、体积和收缩率对结果进行了定量比较。我们还表明,准确地捕捉到了个别相关的物理现象通过考虑三个测试卡;液滴振荡、韧带收缩和毛细血管上升。前两种情况用于测试表面张力为驱动力和第三种情况用于测试润湿边界条件。对于前两种情况,我们还将CG-CM和ALE-FEM结果与Volume进行了比较流体(VOF)模拟。三种方法的比较表明两者非常一致相互比较和分析解决方案时(如果可用)。最后,我们证明了使用3D CG-CM模拟,利用喷嘴内的非对称润湿条件,可以实现非对称喷射。这允许系统化非对称喷射物理研究,例如由于喷嘴制造缺陷或其他干扰。

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我们证明了基于格子Boltzmann方法(LBM)的色度通过与任意拉格朗日-欧拉有限元法(ALE-FEM)进行比较,具有中心矩公式的模型(CG-CM)能够在微米尺度上准确模拟滴滴按需喷墨过程。A类使用CG-CM和ALE-FEM模拟了整个喷射循环,并通过测量喷墨速度、体积和收缩率对结果进行了定量比较。我们还表明,准确地捕捉到了个别相关的物理现象通过考虑三个测试卡;液滴振荡、韧带收缩和毛细血管上升。前两种情况用于测试表面张力为驱动力和第三种情况被设计用于测试润湿边界条件。对于前两种情况,我们还将CG-CM和ALE-FEM结果与Volume进行了比较流体(VOF)模拟。三种方法的比较表明两者非常一致相互比较时,以及分析解决方案(如果可用)。最后,我们证明了使用3D CG-CM模拟,利用喷嘴内的非对称润湿条件,可以实现非对称喷射。这允许系统化非对称喷射物理研究,例如由于喷嘴制造缺陷或其他干扰。

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我们证明了基于格子Boltzmann方法(LBM)的色度通过与任意拉格朗日-欧拉有限元法(ALE-FEM)进行比较,具有中心矩公式的模型(CG-CM)能够在微米尺度上准确模拟滴滴按需喷墨过程。A类使用CG-CM和ALE-FEM模拟了整个喷射循环,并通过测量喷墨速度、体积和收缩率对结果进行了定量比较。我们还表明,准确地捕捉到了个别相关的物理现象通过考虑三个测试卡;液滴振荡、韧带收缩和毛细血管上升。前两种情况用于测试表面张力为驱动力和第三种情况用于测试润湿边界条件。对于前两种情况,我们还将CG-CM和ALE-FEM结果与Volume进行了比较流体(VOF)模拟。三种方法的比较表明两者非常一致相互比较和分析解决方案时(如果可用)。最后,我们证明了使用3D CG-CM模拟,利用喷嘴内的非对称润湿条件,可以实现非对称喷射。这允许系统化非对称喷射物理研究,例如由于喷嘴制造缺陷或其他干扰。

Karun P.N.Datadien、Gianluca Di Staso、Christian Diddens、Herman M.A.Wijshoff和Federico Toschi。(2023). 微流体流动问题和微液滴喷射的格子Boltzmann、有限元和流体体积多组分方法的比较。计算物理中的通信.33(3).912-936.doi:10.4208/cicp。OA-2022-0181号
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