基于格子Boltzmann方法的注排水過(guò)程自由面流動(dòng)數(shù)值研究.pdf_第1頁(yè)
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1、存在自由表面流動(dòng)現(xiàn)象的液體注排過(guò)程在諸如冶金、水利、石化、食品等部門(mén)廣泛存在,如冶金鑄造,泵站進(jìn)水、水閘泄水、注塑成型等,其中自由表面漩渦又是影響穩(wěn)定流動(dòng)的重要因素。因此研究存在自由表面流動(dòng)現(xiàn)象的液體注排過(guò)程,特別是自由表面漩渦具有廣泛的理論和實(shí)際工程意義。
   近年來(lái),格子Boltzmann方法已經(jīng)發(fā)展成為模擬流體流動(dòng)的一個(gè)新工具。與以宏觀連續(xù)方程為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)計(jì)算流體力學(xué)方法不同,格子Boltzmann方法是基于流體微觀模型

2、和介觀動(dòng)力論方程的方法。與傳統(tǒng)的計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值模擬方法相比,格子Boltzmann方法具有許多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),如編碼簡(jiǎn)單、邊界條件容易實(shí)現(xiàn)、具有完全并行性等。目前格子Boltzmann方法已經(jīng)在多相流、多孔介質(zhì)流、懸浮粒子流、反應(yīng)流、磁流體力學(xué)和生物力學(xué)等領(lǐng)域取得了很大的成功,已經(jīng)成為流體力學(xué)數(shù)值模擬的一種重要方法。
   本文研究了一種只涉及單相的格子Boltzmann大密度比含自由面的兩相流模型,分析了模型反映的內(nèi)在物理過(guò)程,

3、通過(guò)定義的液體比例系數(shù)值來(lái)確定氣液界面;利用氣液界面兩側(cè)液體和氣體動(dòng)量增減相抵的原則,確定界面上的邊界條件。討論了在格子Boltzmann方法中加入外力項(xiàng)的處理方法,結(jié)合地球流動(dòng)力學(xué)理論,給出了在格子Boltzmann方程中有關(guān)科氏力的表達(dá)形式。
   采用上述單相自由面格子Boltzmann方法,數(shù)值模擬了液體排出和注入過(guò)程的自由面流動(dòng)問(wèn)題。數(shù)值計(jì)算結(jié)果較好地模擬了液體排出和注入過(guò)程中的自由表面流動(dòng)現(xiàn)象。以數(shù)值計(jì)算結(jié)果為基礎(chǔ),

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