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液-气-颗粒系统中使用格子Boltzmann方法研究流体界面与浸没固体颗粒的相互作用。 (英语) Zbl 1351.76232号

小结:由于颗粒的有限尺寸和润湿特性,颗粒会使界面局部变形,这可能导致毛细相互作用,从而显著改变系统相对于无颗粒情况的行为。许多现有的多分量解算器都存在杂散电流,并且由于稳定性问题,无法使用密度差异足够大的分量。我们根据现有的多组分和粒子动力学算法开发了一种液-气-颗粒(LGP)格子Boltzmann方法(LBM)算法,该算法能够在几何结构固定的情况下抑制杂散电流,同时模拟具有液-气特性的组件。本文介绍了LGP算法,并进行了一些代码验证。它讨论了由结果引起的数值问题以及算法最有用的条件。对先前存在的粒子动力学算法进行了扩展,以捕捉界面产生的表面张力,这在2D毛细管的情况下得到了验证。使用完整的算法,位于体积流体区域的粒子在其他静止状态下保持在其原始位置,表明杂散电流被抑制。进入液滴界面的粒子(无重力)达到了预期浸入液滴的深度,证明了当粒子处于界面时,代码的所有方面共同作用,可以产生正确的平衡状态。与实验中一样,由于毛细管效应,平面界面上的两个粒子相互靠近。模拟接近速度比实验快,但定性上一致,达到了相同的平衡状态。考虑到验证和良好的实验比较(虽然不完善),该算法可以成为模拟LGP系统的有用工具。质点垂直于界面的运动可以被认为是可靠的,与界面相切的运动可以定性地被认为是准确的,从而得到正确的平衡状态。

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76米28 粒子法和晶格气体法
82C40型 含时统计力学中的气体动力学理论
76Txx型 多相多组分流动
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