带不可溶表面活性剂流体问题的数值算法研究

论文摘要

带不可溶表面活性剂的多相流问题广泛出现在工业领域中,该问题的数学模型十分复杂,为其设计高效数值算法是一项非常值得开展的研究工作.本文主要有如下两方面的工作.提出了一种高效的LS-MLBFS-CN算法,其中界面追踪采用Level Set方法,流场采用多相流格子Boltzmann通量求解器,表面活性剂浓度控制方程采用半隐的Crank-Nicholson（CN）格式.考虑液滴在剪切流场中的运动,通过采用不同网格分辨率进行模拟,验证了算法的收敛性与稳定性;进一步,研究了不同Ca数对剪切流场中的液滴形态的影响,结果表明Ca数越大,液滴被拉伸得越长.提出了一种LebelSet框架下的能量稳定格式.首先,针对不带表面活性剂两相流问题的数学模型,定义系统的总能量为流体的动能与表面自由能之和,给出了一种Levle框架下的离散格式,并采用SAV（Scalar Auxiliary Variable）方法证明了该格式是能量稳定的;进一步,考虑不可溶表面活性剂对表面张力系数的影响,给出并证明了求解不可溶表面活性剂两相流问题的能量稳定格式.

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类型: 硕士论文

作者: 杨正华

导师: 舒适,袁海专

关键词: 格子通量求解器,两相流,表面活性剂,方法,能量稳定格式

来源: 湘潭大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 数学,数学,力学

单位: 湘潭大学

分类号: O241.8;O359

DOI: 10.27426/d.cnki.gxtdu.2019.001616

总页数: 63

文件大小: 14414K

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标签：格子通量求解器论文;  两相流论文;  表面活性剂论文;  方法论文;  能量稳定格式论文;