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时间:2020-06-01
《液滴自由下落与液面冲击过程的三维数值模拟.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、A辑第28卷第6期水动力学研究与进展Vo1.28,No.62013年l1月CHINESEJOURNALOFHYDRODYNAMICSNov.,2013DOh10.3969~.issnl000—4874.2013.06.004液滴自由下落与液面冲击过程的三维数值模拟木蒋昌波,邓斌,汤寒松,隆院男,2(1.长沙理工大学水利工程学院,长沙410004,Email:Jcb36@vip.163.com;2.水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室,长沙410004)摘要:液滴自由下落与液面冲击过程中涉及到液体的飞溅、融合与跃动等非常复杂的界面变形。该文基于三维非稳态的Nav
2、ier.Stokes方程,采用有限体积法、高分辨率STACS格式的VOF方法及连续表面张力模型(CSF),建立了一个能精确描述自由面流动的数学模型。应用该模型对剪切流场及圆柱水体坍塌进行了三维模拟,检验其可行性,并进一步对液滴自由下落与液面冲击过程进行了数值模拟。数值结果表明,该模型能成功的捕捉到三维液滴撞击、变形、反弹、形成空腔和水柱跃起的水体运动过程和水动力作用过程,且描述气液界面的精度较高,可应用于三维气液复杂界面流的问题研究。关键词:液滴;气液两相流;VOF方法;高分辨率中圈分类号:P731.22;TV139文献标识码:AThree.dimension
3、alnumericalsimulation0ffree.faUdropimpactontothesurfaceofaliquidpoolJIANGChang.bo’。,DENGBin,TANGHan—song,LONGYuan—nan,2(1.SchoolofHydraulicEngineering,ChangshaUniversityofScience&Technology,Changsha410004,China;2.HunanProvinceKeyLaboratoryofWater,SedimentSciences&FloodHazardPreventi
4、on,Changsha410004,China)Abstract:Free-falldropimpactontothesurfaceofaliquidpoolisagoodexampleforinterfacemodelingmethodssinceitinvolvescomplicatedinterfacedeformationssuchassplashing,coalescenceandbouncing.Basedonthree-dimensionalunsteadyNavier-Stokesequations,Thefinitevolumemethodw
5、asusedtodiscretizethegoverningequations.Anumericalmodelwith收稿日期:2012.04.23(2013.07.03修改稿)基金项目:国家自然科学基金资助项目(51239001,51179015,41176072)和湖南省教育厅资助科研重点项目(11A009,10A006)作者简介:蒋昌波(1970-),男,陕西石泉人,教授.通信作者:邓斌,Email:dengbin07@163.cornReceived:April23,2012(RevisedJuly3,2013)Projectsupportedbyfo
6、undations:SupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(51239001,51179015,41176072)andtheScientificResearchFundofHunanProvincialEducationDepartment(11A009,10A006)Biography:JIANGChang—bo(1970-),Male,Professor.C0rresp0ndingauthor:DENGBin,Email:dengbin07(163.com666水动力学研究与进展A辑20
7、13年第6期free—surfaceflowofhighprecisionwasestablishedbyusingahighresolutionschemeofVOFmethod(STACS)andContinuumSurfaceForce(CSF)mode1.Thevalidityofthesimulmionfollowingthismodelwasexaminedthroughshearingflowphenomenaandcollapsingcylinderofwater.Itwasusedtodetailedlysimulatethewholepro
8、cessofthedropletfre
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