基于VOF方法的驻留微气泡形状稳定性仿真研究

发布时间：2018-04-08 14:05

  本文选题：驻留微气泡　切入点：形状稳定性　出处：《船舶力学》2016年Z1期

【摘要】：亚微米级的驻留微气泡在强剪切流中发生变形,会导致将气泡简化为完全滑移刚性壁面而进行的数值仿真出现明显误差。文中采用了VOF方法求解驻留微气泡的气—液两相流平板Couette流场模型,利用剪切流粘性力与表面张力的比值毛细数Ca作为判据,得到了Ca=0.1作为亚毫米尺度微气泡在剪切流中发生显著变形的临界值,并将Ca0.1作为将驻留微气泡简化为完全滑移刚性壁面的适用条件。通过仿真得出滑移长度随毛细数增大而减小,当毛细数超过0.1时,驻留微气泡起到增阻作用。在微气泡不发生严重变形的前提下,选择尽量大尺寸的气泡有利于提高减阻效果。
[Abstract]:The sub micron resides micro bubble deformation in the strong shear flow, can lead to numerical simulation of bubble predigestion for full slip rigid wall appear obvious error. The gas-liquid two-phase VOF method to solve the resident micro bubbles flow plate Couette flow model, the ratio of capillary shear flow with viscous force and the surface tension of the Ca number as criterion, the Ca=0.1 as a sub millimeter scale micro bubble in shear flow occurs in the critical value of significant deformation, and Ca0.1 as the micro bubble will reside is simplified to the applicable conditions of the slip rigid wall. Through simulation of slip length with capillary number increases, when the gross count more than 0.1 when the micro bubbles to reside resistance. The premise does not occur in severe deformation of the micro bubble, to the large size of the bubbles is conducive to improve the drag reduction effect.

【作者单位】： 清华大学机械工程系;
【基金】：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20110002110077)
【分类号】：U661.311

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本文编号：1721941