基于自由能格子Boltzmann方法的水下平面射流數(shù)值模擬.pdf

1、在淹沒(méi)平面水射流垂直沖擊自由水面時(shí)，當(dāng)射流出口速度大于臨界振翅速度時(shí)，就會(huì)發(fā)生自激振翅運(yùn)動(dòng)(self-excited flapping motion)。自激振翅運(yùn)動(dòng)是射流不穩(wěn)定性的一種體現(xiàn)，但該運(yùn)動(dòng)的形成機(jī)理和影響因素還不明確。 本文首先對(duì)振翅運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)振翅因子同雷諾因子具有相同的量級(jí)，這表明振翅誘導(dǎo)剪切應(yīng)力在振翅運(yùn)動(dòng)中具有不可忽略的作用。 格子Boltzmann方法(Lattice Boltzm

2、ann Method，LBM)是一種新興的基于介觀層次的數(shù)值模擬方法，它以離散運(yùn)動(dòng)論和統(tǒng)計(jì)力學(xué)為出發(fā)點(diǎn)已被用于描述流體的流動(dòng)以及熱傳遞。而自由能格子Boltzmann方法用來(lái)模擬多相流和多介質(zhì)流，是對(duì)基本模型的發(fā)展，是一種用擴(kuò)散界面思想來(lái)完成對(duì)運(yùn)動(dòng)界面進(jìn)行捕捉的方法。本文基于自由能格子Boltzmann方法對(duì)不同工況下的平面水射流進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬結(jié)果顯示： (1)自由能格子Boltzmann方法很好的模擬了具有大密度比的有自