一种适用于气泡运动模拟的半隐式粒子法  

A Semi-Implicit Particle Method for Bubble Simulation

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作  者:段广涛[1] 陈斌[1] 

机构地区:[1]西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,西安710049

出  处:《工程热物理学报》2015年第5期1019-1022,共4页Journal of Engineering Thermophysics

基  金:国家自然科学基金项目(No.51176152);中央高校基本科研业务费专项资金项目

摘  要:粒子法完全基于拉格朗日框架求解流体的流动,可以自动追踪界面的运动,因此在多相流模拟方面具有很大的潜力。本文将移动粒子半隐式算法(MPS)扩展至多相流动,通过在两相过渡区域内定义平均的密度和黏度将MPS方法中的粒子相互作用模型扩展成为多相粒子相互作用模型。采用连续表面张力模型(CSF)将表面张力转化为体积力,采用光滑颜色函数等高线的曲率来表征界面的曲率,而光滑颜色函数的导数则通过最小二乘法拟合得到。最后,采用气泡在静止液体内的上升运动验证了本文的算法。Particle methods are resolved in the fully-Lagrangian frame so that the motion of interface can be automatically tracked.Thus,they have great potentials for multiphase flows.The present work extends the Moving Particle Semi-implicit method(MPS) to multiphase flows.Multiphase particle interaction models are developed by introducing the mean density and viscosity models in the transition region of interface.The surface tension is transformed into volume forces by the Continuum Surface Force model(CSF) and the curvature is calculated from the contours of smoothed color function,whose first and second derivatives is approximated by the least square methods.Finally,the rising bubble in static water is simulated to validate the present model.

关 键 词:移动粒子半隐式算法(MPS) 多相流动 表面张力 光滑颜色函数 

分 类 号:O359[理学—流体力学]

 

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