液滴和彎液面蒸發(fā)動(dòng)力學(xué)特性的ALE模擬.pdf

1、自由界面的準(zhǔn)確定位和界面演變的實(shí)時(shí)準(zhǔn)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(diǎn)?；跉W拉坐標(biāo)的流體體積法或水平集法等界面捕捉法,對(duì)于液滴和彎液面蒸發(fā)中的自由界面流和力的計(jì)算不夠精確,而基于拉格朗日坐標(biāo)的界面追蹤法在處理大變形問(wèn)題時(shí)存在困難,且計(jì)算效率較低、數(shù)值實(shí)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(diǎn),不但能追蹤自由界面,精確計(jì)算界面流和力

2、,而且能處理大變形問(wèn)題,提高計(jì)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(huì)使得蒸發(fā)速率偏高,液滴蒸發(fā)到達(dá)準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的時(shí)間受初始接觸角、基底導(dǎo)熱系數(shù)和馬朗格尼流動(dòng)等因素影響,接觸角越大,基底導(dǎo)熱系數(shù)越小,液滴進(jìn)入準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)所需的時(shí)間越久,而馬朗格尼流動(dòng)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(jìn)入準(zhǔn)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(shí)更加明顯。在其它條件相同下,接觸角會(huì)影響液滴內(nèi)部流動(dòng)方向,接觸角