一种模拟大密度比多相流的混合算法  

A Hybrid Method for Multiphase Flows with Large Density Ratio

作　　者：吴杰[1] 徐爽[1] 赵宁[1] 

机构地区：[1]南京航空航天大学航空宇航学院,江苏南京210016

出　　处：《计算物理》2013年第1期1-10,共10页Chinese Journal of Computational Physics

基　　金：中国博士后基金(20110491418);南航科研启动基金(100156YAH11040)资助项目

摘　　要：在扩散界面法(diffuse interface method,DIM)的基础上提出一种能够处理大密度比(large density ratio)的多相流混合算法.流场信息通过格子波尔兹曼方法(lattice Boltzmann method,LBM)获得;相界面通过直接求解Cahn-Hilliard(C-H)方程确定.为保证在大密度比情况下求解界面方程的稳定性,采用二阶迎风格式来离散方程的对流项.通过对Rayleigh-Taylor(R-T)不稳定、液体中的气泡上升及液滴撞击干燥壁面的数值模拟,验证了方法的可行性.In the framework of diffuse interface method （DIM） , an efficient hybrid method for muhiphase flows with large density ratios is proposed. Lattice Boltzmann method is employed to obtain information of flow field. Cahn-Hilliard （C-H） equation is directly solved to identify the interface. In order to maintain stabihty of calculation at large density ratios, convection term of C-H equation is discretized by using second order unwind scheme. Numerical simulations of Rayleigb-Taylor （R-T） instability, bubble rising in liquid and droplet impact on a dry surface are implemented. The results agree well with data in literature.

关 键 词：扩散界面法 格子波尔兹曼方程 CAHN-HILLIARD 大密度比 

分 类 号：O359[理学—流体力学]