單孔氣泡動(dòng)力學(xué)行為的VOF數(shù)值模擬.pdf

1、本文綜述了氣液兩相流的基礎(chǔ)理論和數(shù)值模擬現(xiàn)狀，建立了計(jì)算的物理模型和數(shù)學(xué)模型及相應(yīng)的初始和邊界條件，運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)方法并結(jié)合實(shí)驗(yàn)對(duì)氣液兩相流中的單孔氣泡形成、上升、變形和聚并等動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行了研究。
　　 基于歐拉-歐拉(Euler-Euler)觀點(diǎn)，將氣液兩相處理成連續(xù)介質(zhì)，對(duì)氣泡在兩相流中的運(yùn)動(dòng)過(guò)程建立了VOF模型，追蹤氣液兩相之間的運(yùn)動(dòng)界面，并以Fluent6.3為平臺(tái)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。單氣泡的上升變形過(guò)程模擬結(jié)果表明

2、：氣泡并不是呈直線上升運(yùn)動(dòng)，數(shù)值模擬結(jié)果與采用高速攝像法獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，一致性較好。且氣泡越小，變形幅度越小，擺動(dòng)幅度越大；模擬研究了液體黏度、表面張力對(duì)氣泡上升、變形過(guò)程的影響，結(jié)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(diǎn)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(duì)氣泡脫離時(shí)間和氣泡平均直徑的影響，結(jié)果表明，氣泡脫離時(shí)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(shì)不明顯。
　　 對(duì)氣泡的聚并過(guò)程進(jìn)行了模擬，結(jié)果表明，氣泡聚并過(guò)程分為三個(gè)步驟：靠近、融合和聚并；并從開(kāi)始聚并時(shí)間的角度分析了表面張力、液體黏度和表觀液速對(duì)氣泡聚并的影響，表明：開(kāi)始聚并時(shí)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