微通道中液滴内部速度场的LBM模拟

摘要：

针对复杂的多相流动体系,构建了一套用于计算多相微流体的格子波尔兹曼模型方程,成功地对方形通道中的液滴流动进行了三维模拟,并对直通道和弯曲通道中不同的流动、混合机制进行了讨论.结果表明:在直通道中,混沌对流仅轴对称地发生在液滴中心轴的两侧,2个半区之间的混合仍通过分子扩散进行.在弯曲通道中,由于通道的几何转向,液滴流经通道时内部的流体会得以重新分布,内环流使得液滴内流体更为有效地进行混合.这种弯曲通道中的液滴内部的环流现象,可以强化微流体系统中的混合行为与反应行为.通过模拟的方法,揭示了微通道中液滴内部的流动机制,为微流动装置的设计和优化提供了理论基础.

关键词：微通道、多相流动、微液滴、速度场、格子波尔兹曼方法

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分类号：TQ021.1(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金资助项目20776074;高等学校博士学科点专项科研基金资助项目20090002110069

在线出版日期：2011-04-06（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：911-918