【摘 要】
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本文提出了一类新的基于相场理论的不可压格子Boltzmann模型.与已有的扩散界面模型相比,新模型可以模拟低粘性,有较大密度差流体的流动.新提出的模型利用了两类分布函数:一类
【机 构】
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华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,武汉,430074华中科技大学数学与统计学院,武汉,430074
【出 处】
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第十六届全国流体力学数值方法研讨会
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本文提出了一类新的基于相场理论的不可压格子Boltzmann模型.与已有的扩散界面模型相比,新模型可以模拟低粘性,有较大密度差流体的流动.新提出的模型利用了两类分布函数:一类分布函数跟踪流体间的相界面.另一分布函数计算流场的速度与压力.通过Chapman-Enskog理论分析,跟踪界面的分布函数可以准确地恢复到Chan-Hilliard方程,并且碰撞过程可以在当前点执行.模拟速度和压力场的分布函数可精确地恢复到不可压的Navier-Stokes方程,克服了已有扩散界面模型的可压缩效应.本文通过Zalesak圆盘的自转的模拟,Laplace准则的测试,液滴的合并,层状的Poiseuille流的模拟,亚稳相的分离等一系列数值实验验证模型的捕捉界面的能力以及正确性.最后,利用新提出的模型应用于高Re下的Rayleigh-Taylor不稳定性的研究.图(1)给出了Re=2048和Re=10240的界面演化的不同时刻,发现在高雷诺数条件下,界面更易发生不稳定,在演化的后期(t3 2)出现了不对称和偏转的现象.
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