基于格子Boltzmann方法的Rayleigh-Taylor两相不稳定流动研究

发布时间：2018-03-10 14:04

  本文选题：格子Boltzmann方法　切入点：两相流动　出处：《工程热物理学报》2016年01期 　论文类型：期刊论文

【摘要】：Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性现象是一种复杂的两相流动问题,对两相界面动力学和计算流体力学提出了很大挑战。本文发展了一种相场格子Boltzmann方法,并对RT不稳定性现象进行了数值模拟,重点分析了黏度和界面张力对两相失稳过程的影响。结果表明:黏度的增加会减慢RT现象的演化过程,降低所形成的涡结构的数目;界面张力会抑制RT现象的发展,本文所获得的临界韦伯数为17,当韦伯数小于临界值时,界面张力与重力的作用相抵消,重相流体不发生下沉,两相界面趋于稳定;反之,两相界面发生失稳。研究工作有助于加深对RT不稳定性现象的认识。
[Abstract]:Rayleigh-Taylor RT) instability is a complex two-phase flow problem, which poses a great challenge to the two-phase interface dynamics and computational fluid dynamics. In this paper, a phase-field lattice Boltzmann method is developed and the RT instability is numerically simulated. The influence of viscosity and interfacial tension on the two-phase instability process is analyzed. The results show that the increase of viscosity will slow down the evolution of RT phenomenon and decrease the number of vortex structure, and the interfacial tension will inhibit the development of RT phenomenon. The critical Weber number obtained in this paper is 17. When the Weber number is less than the critical value, the interaction between interfacial tension and gravity is counteracted, the heavy phase fluid does not sink, and the interface between the two phases tends to be stable. The instability of two phase interface occurs. The research is helpful to understand RT instability.
【作者单位】： 西安交通大学能源与动力工程学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(No.51176146) 国家科技支撑计划课题(No.2012BAA08B06)
【分类号】：O359

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本文编号：1593660