基于水平集方法的毛管上升特征研究

摘要：

毛管上升现象与许多行业密切相关,系统地对此现象进行研究具有重大意义.与传统理论研究方法不同,本文使用N-S方程耦合水平集方法模拟毛管气液上升行为.通过与简化条件的解析解对比,验证了模拟方法的可靠性.此外,详细地研究了毛管振荡现象,并分析了影响毛管振荡行为的主要因素.结果 表明,水平集方法能够精确地表征毛营振荡现象,与数值解相比具有更高的精度.毛管长度的增加能够减弱液柱振荡,主要归结于非湿相气体的粘滞力作用;湿相密度和湿相粘度同样对毛管振荡现象影响显著.湿相密度越大,惯性力越大,促进了毛管振荡;而湿相粘度变大,会增大粘滞力作用,因此减弱了毛管振荡现象.毛管振荡是由多种影响因素共同控制的,流体的惯性力是造成毛管振荡的主要原因,而粘滞力是减弱毛管振荡行为的主要因素,使液柱振荡逐渐衰减,并稳定至平衡高度.

关键词：毛管上升、两相流、水平集方法、毛管振荡

所属期刊栏目：36

分类号：O359+.1(流体力学)

资助基金：国家自然科学基金51504265

在线出版日期：2019-07-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：414-421