液滴和彎液面蒸發(fā)動力學特性的ALE模擬.pdf

1、自由界面的準確定位和界面演變的實時準確跟蹤一直是液滴和彎液面蒸發(fā)數(shù)值模擬研究的難點?；跉W拉坐標的流體體積法或水平集法等界面捕捉法,對于液滴和彎液面蒸發(fā)中的自由界面流和力的計算不夠精確,而基于拉格朗日坐標的界面追蹤法在處理大變形問題時存在困難,且計算效率較低、數(shù)值實現(xiàn)難度高。本文首次采用任意拉格朗日-歐拉法(ALE),建立了全耦合的液滴和彎液面瞬態(tài)蒸發(fā)模型,該方法集合了拉格朗日和歐拉方法的各自優(yōu)點,不但能追蹤自由界面,精確計算界面流和力

2、,而且能處理大變形問題,提高計算效率。
　　固著液滴蒸發(fā)數(shù)值模擬研究結(jié)果表明,忽略蒸發(fā)冷卻效應(yīng)會使得蒸發(fā)速率偏高,液滴蒸發(fā)到達準穩(wěn)態(tài)的時間受初始接觸角、基底導(dǎo)熱系數(shù)和馬朗格尼流動等因素影響,接觸角越大,基底導(dǎo)熱系數(shù)越小,液滴進入準穩(wěn)態(tài)所需的時間越久,而馬朗格尼流動使得界面溫度分布更加均勻,提高了蒸發(fā)速率,加速液滴進入準穩(wěn)態(tài)蒸發(fā)。以上影響在接觸角較大、基底導(dǎo)熱系數(shù)較大時更加明顯。在其它條件相同下,接觸角會影響液滴內(nèi)部流動方向,接觸角