曼纽尔·霍普·赫施勒;穆斯塔法·萨夫达里·沙德鲁;乌尔里希·尼肯 热毛细流动的平滑粒子流体动力学方法。 （英语） Zbl 1410.76356号 计算。流体 176, 1-19 (2018). 摘要：界面驱动流动是许多过程中的重要现象。在本文中，我们提出了表面张力梯度驱动的热毛细流动的光滑粒子流体力学（SPH）模型。该模型基于包括马朗戈尼力在内的连续面力（CSF）方法。使用不可压缩的SPH方法（i）无密度不变发散（DIDF），（ii）校正的SPH和（iii）多相系统的粒子移动方法，以获得准确的结果。我们使用几个测试用例仔细验证了所提出的模型。首先，我们演示了使用泰勒-格林涡修正的SPH和粒子移动方法的效果。然后，我们研究了单相流动问题，以验证边界条件、动量和能量平衡的正确实现，并使用了盖驱动腔、扩散传输问题和浮力驱动腔测试案例。然后，我们研究了不同的多相流问题，以验证表面张力的法向和切向分量。最后，我们将该模型应用于温度梯度引起的液滴热毛细上升。我们提出了一个收敛性研究，并将其结果与OpenFoam软件以及参考文献中的有限体积法（FVM）获得的结果进行了比较。我们证明了该模型对于热毛细流动是非常准确的。社区将在线获得当前SPH方法的模拟结果。 引用于13文件 MSC公司： 76米28 粒子法和晶格气体法 65亿75 涉及偏微分方程的初值和初边值问题的概率方法、粒子方法等 76D45型 不可压缩粘性流体的毛细管（表面张力） 关键词：热对流;马兰戈尼效应;多相流;光滑粒子流体力学;无网格法 软件：开放式泡沫;PETSc公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{M.Hopp-Hirschler}等人，计算。流体176，1--19（2018；Zbl 1410.76356） 全文： 内政部 参考文献： [1] Lucy，L.B.，裂变假说检验的数值方法，天文学家J（N Y），8211013-1024，（1977） [2] Gingold，R.A。；Monaghan，J.J.，《平滑粒子流体动力学：非球形恒星的理论和应用》，Mon Not R astr Soc，181，375-389，（1977）·Zbl 0421.76032号 [3] 康明斯，S.J。；Rudman，M.，《SPH投影法》，《计算机物理杂志》，152584-607，（1999）·Zbl 0954.76074号 [4] Monaghan，J.J.，用SPH模拟自由表面流动，计算物理杂志，110，399-406，（1994）·Zbl 0794.76073号 [5] 莫里斯，J.P。；福克斯·P·J。；Zhu，Y.，使用SPH模拟低雷诺数不可压缩流动，《复合物理杂志》，136，214-226，（1997）·Zbl 0889.76066号 [6] Colagrossi，A。；Landrini，M.，用光滑粒子流体动力学对界面流动进行数值模拟，《复合物理杂志》，191，448-475，（2003）·Zbl 1028.76039号 [7] Monaghan，J.J.，《光滑粒子流体动力学》，《Rep Prog Phys》，68，第8期，1703-1759，（2005） [8] 邵，S。；Lo，E.Y.M.，用不可压缩SPH方法模拟具有自由表面的牛顿流和非牛顿流，Adv Water Resour，26，787-800，（2003） [9] 沙德鲁，M.S。；奥格，G。；Le Touzé，D.，流体流动的平滑粒子流体动力学方法，走向工业应用：动机、现状和挑战，计算流体，136，11-34，（2016）·Zbl 1390.76764号 [10] 刘，M.B。；Liu，G.R.，《光滑粒子流体动力学（SPH）：概述和最新发展》，《Arch Comput Method Eng》，17，25-76，（2010）·Zbl 1348.76117号 [11] 托菲吉，N。；Yildiz，M.，使用ISPH对三相流中单液滴动力学进行数值模拟，计算数学应用，66，4，525-536，（2013）·兹比尔1360.76216 [12] 胡，X.Y。；Adams，N.A.，《宏观和介观流动的多相SPH方法》，《计算物理杂志》，213844-861，（2006）·Zbl 1136.76419号 [13] 勒图泽，D。；奥格，G。；Alessandrini，B.，《快速船流的平滑粒子流体动力学模拟》，Proc。第27届海军流体动力学研讨会（2008年） [14] 胡晓云。；Adams，N.A.，《不可压缩多相SPH的恒定密度方法》，《计算物理杂志》，2282082-2091，（2009）·Zbl 1280.76053号 [15] Zainali，A。；托菲吉，N。；沙德鲁，M.S。；Yildiz，M.，使用ISPH方法对牛顿和非牛顿多相流进行数值研究，计算方法应用机械工程，254，99-113，（2013）·Zbl 1297.76137号 [16] 阿达米，S。；胡晓云。；Adams，N.A.，《表面活性剂动力学的保守SPH方法》，《计算物理杂志》，2291909-1926，（2010）·Zbl 1329.76281号 [17] Tong，M。；Browne，D.，《模拟热毛细流的不可压缩多相光滑粒子流体动力学（SPH）方法》，《国际热质转换杂志》，73，284-292，（2014） [18] 马，C。；Bothe，D.，基于流体体积法的热毛细流直接数值模拟，国际J多相流，37，9，1045-1058，（2011） [19] 埃斯帕诺，P。；Thiellot，C.，相分离流体混合物流体动力学方程的微观推导，化学物理杂志，118，20，（2003） [20] Landau，L.D。；Lifshitz，E.M.，《理论物理课程：流体动力学》，第6卷，（1987），Elsevier Ltd.，Butterwoth Heinemann [21] Hopp-Hirschler，M.，多孔聚合物膜形成建模，（2017），斯图加特大学，论文d93，振动筛verlag [22] Monaghan，J.J.，《光滑粒子流体动力学》，《Stron Astphys年度评论》，第30期，第543-574页，（1992年） [23] Wendland，H.，分段多项式，正定和紧支集最小次径向函数，高级计算数学，4389-396，（1995）·Zbl 0838.41014号 [24] Violeau，D.，《流体力学和SPH方法》，（2012），牛津大学出版社·Zbl 1247.76001号 [25] Bonet，J。；Lok，T.S.L.，光滑粒子流体力学公式的变化和动量保持方面，计算方法应用M，180，97-115，（1999）·Zbl 0962.76075号 [26] 格雷尼尔，N。；安托诺，M。；Colagrossi，A。；勒图泽，D。；Alessandrini，B.，多流体和自由表面流的哈密顿界面SPH公式，计算机物理，2288380-8393，（2009）·兹比尔1333.76056 [27] Brookshaw，L.，《粒子模拟中辐射热扩散的计算方法》，Proc ASA，6（2），207-210，（1985） [28] Fatehi，R。；Manzari，M.T.，平滑粒子流体动力学中的误差估计和二阶导数的新方案，计算数学应用，61482-498，（2011）·Zbl 1211.76089号 [29] Szewc，K。；Pozorski，J。；Minier，J.P.，《光滑粒子流体动力学方法中不可压缩约束的分析》，国际数值方法工程杂志，92，343-369，（2012）·Zbl 1352.76098号 [30] Morris J.光滑粒子流体动力学分析及其应用。博士论文；莫纳什大学数学系；1996.; 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