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在垂直电场作用下,二维气泡或液滴通过粘性液体的浮力驱动运动。 (英语) Zbl 1234.76051号

小结:计算研究了电场对二维气泡在静止液体中浮力驱动运动的影响。通过跟踪矩形外壳垂直间隙中产生静电场时的气液界面,对气泡的动力学进行了数值模拟。系统的两相被假定为具有恒定但不同介电常数的理想电介质,并且在没有外加电荷的情况下,流体体区域或界面上不存在自由电荷。电应力在气泡界面处得到支持,但在整体中不存在,我们计算的目标之一是量化这些麦克斯韦应力对整体气泡动力学的影响。求解自由边界问题的数值算法依赖于水平集技术和Navier-Stokes方程的有限体积离散化。尖锐界面由一个有限厚度的过渡区进行数值近似,在该过渡区上,材料特性平稳变化,并采用连续表面力方法考虑表面张力和电场效应。将多网格求解器应用于描述压力场的泊松方程和控制电场势的拉普拉斯方程。计算结果表明,粘度、表面张力和电场对气泡运动动力学的综合影响是雷诺数、重力键数、电键数、密度比和粘度比的函数。通过大量计算,可以确定电场的存在会对动力学产生重要影响。我们的结果表明,与相应的非带电系统相比,带电系统中气泡的上升速度显著增加。此外,对于带电系统,气泡形状的变形和振荡较小,气泡通过越来越大的振荡破裂的倾向降低。

MSC公司:

76T10型 液气两相流,气泡流
76周05 磁流体力学和电流体力学
76米25 其他数值方法(流体力学)(MSC2010)
76个M12 有限体积法在流体力学问题中的应用
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全文: 内政部

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