基于格子波爾茲曼方法的多相流數(shù)值模擬研究.pdf

1、多相流廣泛存在于自然界和生產(chǎn)生活中。在諸如化工、石油、氣象以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，多相流的發(fā)生對(duì)有關(guān)流體機(jī)械和生命活動(dòng)有極其重要的影響。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)數(shù)值仿真開(kāi)展多相流研究逐漸成為和理論分析、實(shí)驗(yàn)研究相并列的重要研究手段，并且得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
　　作為近年來(lái)極具發(fā)展前景的數(shù)值模擬工具，格子波爾茲曼數(shù)值方法在流體仿真中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在逐漸發(fā)展起來(lái)的主要的多相流格子波爾茲曼模型中，本文以基于自由能相場(chǎng)理論的Z-S-

2、C多相流格子波爾茲曼方法為基礎(chǔ)，通過(guò)修正當(dāng)?shù)孛芏扔?jì)算以正確反映多相流界面處壓力的連續(xù)變化，對(duì)Z-S-C模型進(jìn)行改進(jìn)。改進(jìn)的Z-S-C模型可以較好模擬大密度比(密度比可超過(guò)1000)多相流動(dòng)，求解更加簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，穩(wěn)定性好。本研究主要工作如下：
　　首先通過(guò)修正當(dāng)?shù)孛芏扔?jì)算對(duì)Z-S-C多相流格子波爾茲曼模型進(jìn)行改進(jìn)并通過(guò)模擬經(jīng)典多相流算例驗(yàn)證改進(jìn)的Z-S-C模型的精度。之后，使用改進(jìn)Z-S-C模型首先對(duì)大密度比下兩氣泡在重力作用下