單孔氣泡動力學行為的VOF數(shù)值模擬.pdf

1、本文綜述了氣液兩相流的基礎理論和數(shù)值模擬現(xiàn)狀，建立了計算的物理模型和數(shù)學模型及相應的初始和邊界條件，運用計算流體力學方法并結合實驗對氣液兩相流中的單孔氣泡形成、上升、變形和聚并等動力學行為進行了研究。
　　 基于歐拉-歐拉(Euler-Euler)觀點，將氣液兩相處理成連續(xù)介質，對氣泡在兩相流中的運動過程建立了VOF模型，追蹤氣液兩相之間的運動界面，并以Fluent6.3為平臺進行了數(shù)值模擬研究。單氣泡的上升變形過程模擬結果表明

2、：氣泡并不是呈直線上升運動，數(shù)值模擬結果與采用高速攝像法獲得的實驗結果進行了比較，一致性較好。且氣泡越小，變形幅度越小，擺動幅度越大；模擬研究了液體黏度、表面張力對氣泡上升、變形過程的影響，結果發(fā)現(xiàn)，液體黏度和表面張力增加，不利于氣泡的變形。
　　 重點模擬研究了表面張力、液體黏度、液體密度、表觀液速和孔口氣速對氣泡脫離時間和氣泡平均直徑的影響，結果表明，氣泡脫離時間隨表面張力和液體黏度的增大而延遲，隨著液體密度、孔口氣速和表觀

3、液速的增加而提前；氣泡平均直徑隨著表面張力和孔口氣速的增大而增大，隨著液體密度和表觀液速的增加而減小，隨液體黏度變化的趨勢不明顯。
　　 對氣泡的聚并過程進行了模擬，結果表明，氣泡聚并過程分為三個步驟：靠近、融合和聚并；并從開始聚并時間的角度分析了表面張力、液體黏度和表觀液速對氣泡聚并的影響，表明：開始聚并時間隨著表面張力和表觀液速的增加而增大，隨孔口氣速的增加而減小，隨黏度變化不明顯；表面張力和表觀液速的增大不利于氣泡聚并，而