豎直矩形窄通道內(nèi)氣泡行為的數(shù)值研究.pdf

1、本文以Fluent為平臺，針對兩相流中氣泡的運動過程建立了VOF模型，采用PLIC方法追蹤界面的運動，結(jié)合考慮了表面張力的動量方程，分別對二維氣泡在僅有重力作用及搖擺作用兩種情況下的運動特性進行數(shù)值模擬探究。研究結(jié)果所得到的自由流域內(nèi)氣泡上升過程的變形特性以及表面張力對氣泡變形的影響都與其他文獻的實驗結(jié)果和數(shù)值結(jié)果一致性較好。
　　文章對窄通道內(nèi)不同尺寸氣泡的上升過程進行了模擬以研究壁面對氣泡的影響，分析了窄通道內(nèi)氣泡上升運動的變

2、形過程以及氣泡周圍的流場分布特性，發(fā)現(xiàn)窄通道內(nèi)氣泡更容易維持圓形，氣泡尾部射流方向與自由流域情況方向相反，并定性地分析了窄通道對氣泡上升速度的影響。對于同一管道內(nèi)分布多個氣泡的情況，研究了窄通道內(nèi)上下分布的兩氣泡之間的相互作用以及氣泡分布情況。發(fā)現(xiàn)窄通道會阻礙氣泡的追擊，當(dāng)管道內(nèi)，靜水環(huán)境中同一水平位置均勻分布多個氣泡時，氣泡上升一段時間后會呈U型分布。
　　在工程中，搖擺情況十分常見，因此本文對搖擺情況的氣泡運動特性進行了模擬，

3、通過搖擺條件下的受力分析以及動網(wǎng)格動量方程的求解，驗證了動網(wǎng)格模型在搖擺情況的適用性，對搖擺中心位于管道不同位置的兩種情況進行了模擬，通過分析模擬結(jié)果，詳細總結(jié)了搖擺條件對氣泡形狀、流場、軌跡以及相互作用過程的影響。認為搖擺會使氣泡形狀變得更加扁平，且由于氣泡上升，水所產(chǎn)生的對流的分布及氣泡運動軌跡都會因搖擺的附加速度而產(chǎn)生偏移。
　　對于搖擺情況下，窄通道內(nèi)氣泡的運動特性進行了模擬，發(fā)現(xiàn)窄通道在氣泡變形，氣泡軌跡等方面，可削弱搖