氣泡運(yùn)動的格子Boltzmann方法模擬.pdf

1、氣液兩相流是兩相流動中的一個重要組成部分。但由于其運(yùn)動的復(fù)雜性，用傳統(tǒng)的數(shù)值方法模擬存在某些問題，例如難以準(zhǔn)確跟蹤動態(tài)界面，模擬結(jié)果存在截?cái)嗾`差等。因此，考慮用一種從微介觀角度入手進(jìn)行模擬的數(shù)值方法模擬兩相流動問題。
　　格子Boltzmann方法是一種建立在微介觀基礎(chǔ)上的，“自下而上”的數(shù)值模擬方法。該方法從微介觀角度出發(fā)，以分子運(yùn)動論和統(tǒng)計(jì)力學(xué)為理論基礎(chǔ)，用簡單規(guī)則的微觀粒子運(yùn)動代替復(fù)雜多變的宏觀現(xiàn)象。通過用BGK近似，對Bo

2、ltzmann方程求解，并進(jìn)行速度、時(shí)間和空間的離散，從而進(jìn)行復(fù)雜物理問題的模擬。該方法克服了傳統(tǒng)數(shù)值方法中的許多問題，特別在界面跟蹤和大規(guī)模并行計(jì)算上有很大優(yōu)勢，是一種多相流模擬的有效方法。
　　氣泡在液體中的運(yùn)動行為是兩相流模擬中的一個重要研究部分。使用格子Boltzmann方法對該問題進(jìn)行模擬尚處于起步階段，仍有許多氣泡運(yùn)動情況有待進(jìn)一步研究。因此本文使用格子Boltzmann方法對氣泡在液體中的聚并行為和運(yùn)動情況進(jìn)行了模擬

3、和分析。
　　本論文首先使用格子Boltzmann方法中基于多相流模型中的自由能模型建立的Z-S-C模型，對大密度比氣液兩相流中，不考慮體積力作用時(shí)，在流體粒子間作用力下液體中的氣泡聚并行為進(jìn)行了模擬，分析了流體粒子間作用力下氣泡聚并的影響因素，并對不同放置位置的氣泡進(jìn)行了模擬，對其聚并行為進(jìn)行了研究。
　　此外，本文還對大密度比氣液兩相流中，在流體粒子間作用力和重力綜合作用下的氣泡運(yùn)動情況進(jìn)行了研究。模擬了不同放置位置下多