两球形颗粒间横向毛细力的格子Boltzmann研究  被引量:3

Lateral Capillary Forces Between Two Spherical Particles:a Lattice Boltzmann Study

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作  者:梁功有[1] 曾忠[1,2] 张永祥[1] 张良奇[1] 谢海琼[1] 陈昱[3] 

机构地区:[1]重庆大学资源及环境科学学院工程力学系,重庆400044 [2]重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆400044 [3]东京大学新领域创成科学研究科人间环境学专攻,东京1138656

出  处:《应用数学和力学》2013年第5期445-453,共9页Applied Mathematics and Mechanics

基  金:国家自然科学基金资助项目(10872222;50921063);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20110191110037)

摘  要:采用以Shan-Chen多组分模型为基础的格子Boltzmann-伪固体模型对两颗粒间的浮体和浸润横向毛细力展开数值模拟研究,其中流体-固体间的相互作用及颗粒润湿性质在介观层次上采用简单形式得以充分考虑.三维测试表明,与已有理论解相比,成功再现了横向毛细力与颗粒间距的"1/L"关系,并确认了浸润横向毛细力与表面张力间的线性关系.这表明可进一步应用该模型研究横向毛细力作用下的颗粒自聚集等现象.A three-dimensional simulation study on the lateral capillary forces (LCFs) between two floating and immersion spherical particles was carried out, using a modeling approach in-troduced in the framework of Shan-Chen lattice Boltzmann model for multi-component fluids. Solid-fluid interactions and wetting property of a colloidal particle could be taken into account at the mesoscopic level using a simple manner. Results show good agreement with theoretical results, and the so called "1/L" theory is demonstrated. At the same time, the linear relation- ship between immersion LCF and fluid interfacial tension for fixed interparticle distance is well achieved. These demonstrate that the model is a promising tool for the simulation of phenome-non such as self-assemblies of colloidal particles.

关 键 词:格子BOLTZMANN方法 固-液两相流 横向毛细力 流体动力学相互作用 

分 类 号:O357.1[理学—流体力学]

 

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